ПРЕДИСЛОВИЕ
В предлагаемой книге рассмотрены основное
электрооборудование, вопросы автоматизации, электрические
схемы электротермических и электросварочных
установок, подъемно-транспортных машин и механизмов,
металлообрабатывающих станков и машин, насосов,
компрессоров, вентиляторов и некоторых других установок,
получивших распространение на промышленных
предприятиях электромашиностроения.
Книга написана в соответствии с программой
предмета «Электрооборудование промышленных предприятий и
установок отрасли» для учащихся средних специальных
учебных заведений.
В книгу не вошел материал только по разделу
программы «Электрическое освещение», по которому есть
отдельное учебное пособие.
По сравнению с первым изданием, выпущенным в
1968 г. под названием «Электрооборудование
промышленных предприятий и установок в машиностроении»,
материал книги переработан и обновлен с учетом
последних достижений и тенденций развития в области
электрооборудования и автоматизации промышленного
производства.
Изложение базируется на знании читателями
предметов «Теоретичедкие основы электротехники»,
«Электрические машины и трансформаторы», «Основы
промышленной электроники», «Основы автоматики и
вычислительной техники», «Электрический привод» и «Основы
технологии отрасли».
В первом издании книги в написании гл. 1, 2, 14, 19
и 20 принимал участие И. И. Чувашов.
Во 2-м издании главы 1, 2, 14, 15 и 19 написаны
Е. Н. Зиминым, главы 3—13, 16—18, 20 и 21 написаны
В. И. Преображенским. Редактирование рукописи
произвели: В. П. Цишевский — гл. 1—5, 14, 17—19 и Р. С. Сар-
батов — гл. 6—13, 15, 16, 20, 21.
Авторы будут признательны читателям, приславшим
свои замечания, и просят направлять их в адрес Энерго-
издата: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.
Авторы
I*

ВВЕДЕНИЕ
Электрификация народного хозяйства СССР
является основой строительства экономики
коммунистического общества и развития производительных сил страны.
Электрификация обеспечивает выполнение задачи
широкой комплексной механизации и автоматизации
производственных процессов, что позволяет усилить темпы
роста производительности общественного труда,
улучшить качество продукции и облегчить условия труда. На
базе использования электроэнергии ведется техническое
перевооружение промышленности, внедрение новых
технологических процессов'и осуществление коренных
преобразований в организации производства и управлении
им. Поэтому в современной технологии и оборудовании
промышленных предприятий велика роль
электрооборудования, т. е. совокупности электрических машин,
аппаратов, приборов и устройств, посредством которых
производится преобразование электрической энергии в
другие виды энергии и обеспечивается автоматизация
технологических процессов.
Электромашиностроение — одна из ведущих
отраслей машиностроительной промышленности. Процесс
изготовления электрической машины складывается из
операций, в которых используется разнообразное
технологическое оборудование. При этом основная часть
современных электрических машин изготовляется
.методами поточно-массового производства. Специфика
электромашиностроения заключается главным образом в
наличии таких процессов, как изготовление и укладка
обмоток электрических машин, для чего применяется
нестандартизованное оборудование, изготовляемое обдч*
но самими электромашиностроительными заводами*
В преобладающей же своей части технологическое
оборудование и электрооборудование
электромашиностроительных заводов типичны для машиностроения в целом.
Электромашиностроение характерно многообрази-

ем технологических процессов, использующих
электроэнергию: литейное производство, сварка, обработка
металлов и материалов давлением и резанием,
термообработка и т. д. Предприятия электромашиностроения
широко оснащены электрифицированными подъемно-
транспортными механизмами, насосными,
компрессорными и вентиляторными установками. Автоматизация
затрагивает не только отдельные агрегаты и
вспомогательные4 механизмы, но во все большей степени целые
комплексы их, образующие полностью автоматизирован-»
ные поточные линии и цехи.
Первостепенное значение для автоматизации
производства имеют многодвигательный электропривод и
средства электрического управления. Развитие
электропривода идет по пути упрощения механических передач
и приближения электродвигателей к рабочим органам
машин и механизмов, а также возрастающего
применения электрического регулирования скорости приводов.
Широко внедряются комплектные тиристорные
преобразовательные устройства. Применение тиристорных пре-
. образователей не только позволило создать-
высокоэкономичные регулируемые электроприводы постоянного
тока, но и открыло большие возможности для
использования частотного регулирования двигателей
переменного тока, в первую очередь наиболее простых и надежных-
асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Все большее распространение получают новейшие
средства электрической автоматизации технологических
установок, машин и механизмов на базе
полупроводниковой техники, высокочувствительной
контрольно-измерительной и регулирующей аппаратуры, бесконтактных
датчиков и логических элементов. Расширяется область
применения программного управления технологическими
объектами с записью программы на бумажной или
магнитной ленте. Для управления технологическими
процессами все чаще используются электронные
вычислительные машины.

В современных условиях эксплуатация
электрооборудования требует глубоких и разносторонних знаний,
а задачи создания нового или модернизации
существующего электрифицированного технологического агрегата,
механизма!или устройства решаются совместными
усилиями технологов, механиков и электриков. Требования
к электрооборудованию вытекают из технологических
данных и условий. Электрооборудование нельзя
рассматривать в отрыве от конструктивных и технологических
особенностей электрифицируемого объекта, и наоборот.
Поэтому^ специалисты в области электрооборудования
промышленных предприятий должны быть хорошо
знакомы как с электрической частью, так и с основами
технологических процессов и конструкциями установок
электронагрева и электросварки, металлообрабатывающих
станков и машин, подъемно-транспортных механизмов
и т. д.
Электрооборудование промышленных предприятий
и установок проектируется, монтируется и
эксплуатируется в соответствии с Правилами устройства
электроустановок (ПУЭ) и другими руководящими
документами.

Глава первая
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ УСТАНОВОК
ЭЛЕКТРОНАГРЕВА
1-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИХ
УСТАНОВКАХ
Электронагрев широко применяется на
предприятиях электромашиностроения при производстве фасонного
литья из металлов и сплавов, нагрева заготовок перед
обработкой давлением, термической обработки деталей
и узлов электрических машин, сушки изоляционных
материалов и т. д.
Электротермической установкой (ЭТУ) называют
комплекс, состоящий из электротермического
оборудования (электрической печи или электротермического
устройства \ в которых электрическая энергия
преобразуется в тепловую), и электрического, механического и
другого оборудования, обеспечивающего осуществление
рабочего п-роцесса в установке.
Электротермическое оборудование весьма
разнообразно по принципу действия, конструкции и назначению.
В наиболее общей форме все электрические печи и
электротермические устройства можно разделить по
назначению на плавильные печи для выплавки или перегрева
расплавленных металлов и сплавов и термические
(нагревательные) печи и устройства для термообработки
изделий из металла, нагрева материалов под
пластическую деформацию, сушки изделий и т. д. По способу
преобразования электрической энергии в тепловую
различают, в частности, печи и устройства сопротивления,
дуговые печи, индукционные печи и устройства.
В 'электропечах и электротермических устройствах
сопротивления используется выделение тепла
электрическим током при прохождении его через твердые и
жидкие тела. Электропечи этого вида преимущественно вы-
v полняются как печи косвенного нагрева. Превращение
электроэнергии в тепло в них происходит в твердых
нагревательных элементах, от которых тепло путем
излучения, конвекции и теплопроводности передается
нагреваемому телу, либо в жидком теплоносителе— расплав-
1 Электротермическое устройство отличается от электропечи
отсутствием камеры нагрева.

ленной соли, в которую погружается нагреваемое тело,
и тепло передается ему путем конвекции и
теплопроводности. Печи сопротивления — самый распространенный
и многообразный вид электропечей.
Плавильные печи сопротивления применяют
преимущественно при производстве литья из легкоплавких
металлов и сплавов. Термические печи используются для
термообработки металлов и сушки материалов и
изделий. Электротермические устройства сопротивления
работают по принципу прямого нагрева: подлежащее
нагреву тело непосредственно служит проводником тела и
в нем выделяется тепло.
Работа^ плавильных дуговых электропечей основана
на выделении тепла в дуговом разряде. В электрической
дуге концентрируется большая мощность и развивается
температура свыше 3500° С. В дуговых печах косвенного
нагрева дуга горит между электродами, а тепло
передается расплавляемому телу в основном излучением.
Печи такого рода используют при производстве фасонного
литья из цветных металлов, их сплавов и чугуна. В
дуговых печах прямого нагрева одним из электродов служит
само расплавляемое тело. Эти печй предназначены для
выплавки стали, тугоплавких металлов и сплавов. В
дуговых печах прямого нагрева, в частности, выплавляют
большую часть стали для фасонного литья.
В индукционных печах и устройствах тепло в
электропроводном нагреваемом теле выделяется токами,
индуктированными в нем переменным электромагнитным
полем. Таким образом, здесь осуществляется прямой
нагрев. Индукционную печь или устройство можно
рассматривать как своего рода трансформатор, в котором
первичная обмотка (индуктор) подключена к источнику
переменного тока, а вторичной обмоткой служит само
нагреваемое тело. Индукционные плавильные печи
применяют при производстве литья, в том числе фасонного,
из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов.
Нагревательные индукционные печи используют для нагрева
заготовок под пластическую деформацию и для проведения
разного рода термообработки. Индукционные
термические устройства применяют для поверхностной закалки
и других специализированных операций.
Серийно выпускаемое отечественной промышленностью
электротермическое оборудование имеет обозначения, отражающие способ
Нагрева, конструктивные признаки и особенности технологического
характера. Такое обозначение состоит из трех основных букв, ие-
8

скольких цифр и вспомогательных букв. Первая основная, буква
указывает на способ нагрева, например: Д — дуговой, И —
индукционный, С —сопротивлением.
У плавильных печей вторая основная буква обозначения
определяет основной металл, для плавки которого предназначена печь:
д алюминий н его сплавы; М — медь и ее сплавы (кроме
латуни), д латунь; О — олово, свинец, баббнт; С — сталь и
жаропрочные* сплавы; Ч — чугун и др. Третья основная буква характеризует
важнейший конструктивный признак плавильной печи, например, для
дуговых печей: П — с поворотным сводом; Б — барабанная; для ин-
дущионных печей: К — канальная, Т — тигельная; для печей
сопротивления: Т — тигельная, К — камерная, Б — барабанная. Может
добавляться и четвертая (вспомогательная) буква, например
буква М, для обозначения миксера. Цифра после буквенного
обозначения для большинства плавильных печей означает емкость печи в
тоннах.
У термических печей сопротивления вторая основная буква
характеризует основной конструктивный признак: А — карусельная;
Б — барабанная; В — ванная; Д — с выдвижным подом; К —
конвейерная; Н — камерная; Р — рольганговая; Т — толкательная;
Ш — шахтная и др. Третья основная буква для этих печей
показывает .характер среды в печном пространстве: А — азотирующая;
3 — защитная; О — окислительная (воздух); С — соль, селитра; Ц—
цементационная и т. д. После букв следуют размеры рабочего
пространства в дециметрах. У всех печей через дробь указывается
максимальная температура в сотнях градусов Цельсия (°С). Для
агрегатов из нескольких печей обозначение агрегата соответствует
обозначению первой печи с добавлением буквы А, знаменатель
соответствует температуре последней печи агрегата. К обозначениям
печей с камерами охлаждения добавляется буква X и цифра,
определяющая длину камеры в дециметрах.
У индукционных устройств вторая основная буква определяет
технологическое назначение: Н — нагревательное; 3—закалочное;
третья буква характеризует вид нагреваемого изделия или
характер нагрева: М — мерные заготовки; П — прутки; У — участковый
(местный) нагрев и т. д. После букв ставятся цифры,
показывающие мощность устройства в десятках киловатт, и последняя цифра
(буква) указывает на частоту тока, например: 1 —1000 Гц; 8—
8000 Гц; П — 50 Гц («промышленная» частота).
Примеры обозначений электропечей: СКЗ-4.30.1/9 — конвейерная
электропечь сопротивления с защитной атмосферой, размерами
рабочего пространства 0,4X3x0,1 м и температурой 900°С; СНО-З.б,
5-2/7 — камерная электропечь сопротивления с воздушной
атмосферой, размерами рабочего пространства 0,3X0,65X0,2 м и
температурой 700° С; ИЛК-1 — индукционная канальная электропечь
для плавки латуни, емкость 1 т; ДСП-1,5 — дуговая
сталеплавильная печь с поворотным сводом, емкость 1,5 т.
Электротермические установки, как правило,
питаются переменным током (кроме установок вакуумных
Дуговых печей, для которых необходим постоянный ток).
В отношении обеспечения надежности электроснабжения
ЭТУ согласно ПУЭ преимущественно принадлежат к
злектроприемникам 2-й или 3-й категории,

К комплектующему электрооборудованию ЭТУ
относятся: печные трансформаторы и автотрансформаторы;
преобразовательные агрегаты (для установок печей и
электротермических устройств, в которых
преобразование электрической энергии в тепловую происходит при
частоте, отличной от 50 Гц); коммутационные и
защитные аппараты на вводе ЭТУ; токопроводы
ЭТУ—силовые электрические цепи, соединяющие печи
(электротермические устройства) с другим электрооборудованием;
автоматические регуляторы теплового режима печи
(устройства); электроприводы вспомогательных
механизмов ЭТУ; щиты, пульты и станции управления.
Ниже кратко рассмотрены основные виды ЭТУ
(подробнее см. [2, 12, 13, 15, 18—20, 32]).
1-2. УСТАНОВКИ ПЕЧЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Конструктивное исполнение печей сопротивления. На
конструкцию печей сопротивления существенно влияют
характер работы и особенности загрузки и выгрузки
нагреваемых материалов, а также температурные условия,
наличие или отсутствие искусственной атмосферы в
рабочем пространстве печи.
По способу загрузки и характеру работы во времени
различают печи периодического (садочные) и
непрерывного (методические) действия. В печи периодического
действия после загрузки нагреваемое тело не изменяет
своего положения в течение всего времени тепловой
обработки, т. е. до момента выгрузки. В печи непрерывного
действия нагреваемые изделия загружаются с одного
конца печи, постепенно перемещаются по ее длине,
прогреваясь до заданной температуры, и выдаются с другого
конца печи. Такие печи используются, в частности, в
автоматических технологических линиях.
На рис. 1-1 схематично показаны.некоторые основные
типы конструкций термических печей сопротивления:
садочных (рис. 1-1, а—д) и методических (рис. 1-1, е—и)й
Камерная печь (рис.. 1-1, а) среди печей
периодического действия является простейшей и в то же время
универсальной. Ее корпус 2 прямоугольной формы
выполнен в виде камеры с огнеупорной и теплозащитной
футеровкой, помещенной в металлический кожух. Печь
загружается и выгружается через отверстие в передней
стенке, закрываемое дверцей /. Малые печи для удоб-
10

ства загрузки устанавливаются на ножках, большие пе-
чи непосредственно на полу. Нагревательные
элементы 3 располагаются в поду и на боковых стенках печи,
реже на ее своде (у очень крупных печей и на задней
стенке печи и на дверце). Подовые нагревательные
элементы перекрываются жароупорными плитами, на
которых укладываются изделия. Дверцы печей обычно
выполняются подъемными, у малых печей — с ручным или
ножным приводом, у более крупных —с
электроприводом.
Шахтная печь (рис. 1-1,6) представляет собой
круглую, квадратную или прямоугольную шахту. Корпус
печи 2 заглублен в землю и перекрывается сверху
крышкой 4 с затвором и электроприводом. Нагревательные
элементы 3 подвешиваются на боковых стенках печи.
В таких печах производится термообработка, например,
длинных валов. Некоторые шахтные печи имеют две—три
тепловые зоны для обеспечения равномерности нагрева
изделий большой длины.
В колпаковой печи (рис. 1-1, в) съемный корпус 2
(колпак) цилиндрической или прямоугольной формы с
нагревательными элементами 3 на боковых стенках и
жароупорный муфель 5 устанавливаются краном.
Загрузка помещается также при помощи крана на стенд—
под 6 печи (при поднятых колпаке и муфеле). Питание
нагревательных элементов осуществляется при помощи
гибких кабелей и электрических соединителей
(штепсельных разъемов). Обычно одним колпаком обслуживаются
несколько стендов. По окончании нагрева колпак
отключается и краном переносится на^ соседний стенд, где уже
установлена очередная загрузка. Остывание загрузки
происходит под муфелем.
Печь с выдвижным подом (рис. 1-1, г) является
разновидностью камерной печи. Ее применяют для
термообработки и отжига очень крупных изделий. Здесь камера
2 не имеет дна и стоит на колоннах, а выдвижной под 7
смонтирован на тележке с электроприводом катков или с
лебедкой. Для загрузки и разгрузки открывается
дверца / и тележка выезжает из-под камеры. Расположение
нагревательных элементов такое же, как и в обычной
камерной печи.
Соляная электродная ванна (рис. 1-1,0)
представляет собой металлическую или керамическую ванну 5,
наполненную солью 10, в которую опущены электронагре-
11

ватели (электроды) П. Часть ванны, в которого
находятся электронагреватели, отделена от рабочей части
перегородкой. Ванна помещена в корпус 2 и прикрыта
сверху зонтом 9. Для пуска ванны (разогрева соли)
используется специальный погружной электронагреватель.
Соляные ванны обеспечивают быстрый и равномерный
разогрев изделий, помещаемых в расплавленную соль.
Они применяются, в частности, для нагрева под закалку
и отпуск инструментов.
Печи непрерывного действия характерны наличием
транспортирующего механизма, который может быть
выполнен различными способами.
В толкательной печи (рис. 1-1, е), которая имеет
длинную прямоугольную камеру 2 с нагревателями 3,
изделия на поддонах 12 или без них периодически
проталкиваются по направляющим или роликам пода печи с
помощью находящегося перед загрузочной дверцей /
механизма толкателя с электро- или гидроприводом. На
время проталкивания загрузочная / и разгрузочная /'
дверцы печи открываются. Достоинства толкательной
печи в первую очередь определяются надежностью
работы, поскольку механизм толкателя находится вне печи,
а также возможностью обработки изделий большой
массы.
Конвейерная печь (рис. 1-1, ж) представляет собой
длинную камеру 2 с нагревателями 3 и дверцами / и 1\
Транспортирующий механизм печи — цепной конвейер
13, бесконечное полотно которого состоит из плетеной
металлической сетки или цепных звеньев. Конвейерная
цепь натянута между ведущим и ведомым барабанами и
приводится в движение электроприводом через
передаточный механизм и ведущий барабан. Барабаны могут
располагаться внутри печи или вне ее. В первом случае
меньше потери тепла, во втором повышается надежность
работы печи, упрощается ее загрузка и выгрузка.
Барабанная печь (рис. 1-1, з) имеет в камере 2 с
нагревателями 3 жароупорный барабан (муфель) 14 с
архимедовой спиралью. При вращении барабана с
помощью электропривода изделия перекатываются в
барабане, постепенно перемещаясь от загрузочного устройства
15 к месту разгрузки. Такие печи применяются,
например, для закалки мелких деталей, не имеющих острых
кромок. Тогда из разгрузочного конца барабана детали
поступают в закалочный бак 16.
12

Рольганговая печь (рис. 1-1, и) наиболее
универсальна. В ее длинной камере 2 с нагревателями 3 и
дверцами / и /; можно обрабатывать изделия разнообразных
форм и размеров. В зависимости от размеров и
конфигурации изделий последние перемещаются по рольгангу 17
печи непосредственно или в поддонах. Привод
рольганга — электромеханический регулируемый, весь меха-
Ж) 3)
Рис. 1-1, Схемы электропечей сопротивления.
низм привода, кроме роликов, вынесен из печи.
Рольганговые печи могут работать в непрерывном и в
периодическом режиме; они используются не толыю для
разнообразных операций термообработки, но и для нагрева
заготовок перед пластической деформацией. Часто
рольганговые печи выполняются с несколькими
самостоятельными зонами нагрева и охлаждения (несколько
температурных зон могут иметь и другие методические
печи). По сравнению с толкательными печами таких же
типоразмеров и мощности рольганговые имеют лучшие
технико-экономические показатели: производительность
- 13

их выше, а удельный расход электроэнергии меньше.
Кроме того, сокращается площадь, занимаемая печью,
и уменьшается расход конструкционных жаропрочных
материалов при изготовлении печи. Рольганговые печи
по сравнению с конвейерными более надежны в работе.
Печи непрерывного действия особенно удобны для
работы в поточных технологических линиях с
металлообрабатывающими станками и другими агрегатами и
устройствами.
Плавильные электропечи сопротивления для
легкоплавких металлов (олово, цинк и т. п.) представляют
собой стальную литую или сварную ванну либо котелок,
помещенные в футеровку. Нагревательные элементы
обычно укладываются в футеровке. В некоторых случаях
трубчатые нагревательные элементы опускаются
непосредственно в ванну. Крупные печи снабжаются
механизмом наклона для разлива металла. Для плавления
алюминия при фасонном литье применяют также
камерные печи емкостью*до 250 кг, в которых металл
расплавляется непосредственно в футеровке ванны.
В ряде процессов термообработки нагрев металлов в
воздушной среде нежелателен или даже недопустим из-
за окисления металла или его обезуглероживания
(у сталей). Для таких процессов применяют
электропечи с защитной атмосферой, создаваемой путем введения
в рабочее пространство смеси газов (азота и водорода),
промышленных газов, естественного или городского газа
и др. В конструкциях печей с защитной атмосферой
предусматриваются меры по герметизации печи или
уменьшению потерь газа. Иногда применяют пламенную
завесу, сжигая газ, вытекающий через щель у порогов
загрузочного и разгрузочного окон. Некоторые процессы
термохимической обработки поверхности изделий,
например цементация или азотирование, требуют
специальной атмосферы. Печи в этом случае, должны быть
герметичными, так же как и печи для плавки металлов в
вакууме.
По рабочей температуре печи сопротивления
разделяют на низкотемпературные (до 600—700° С), средне-
температурные (от 600—700 до 1200—1250° С) и
высокотемпературные (от 1250 до 2500° С). Температурные
условия также накладывают отпечаток на конструкцию
печи, нагревательных элементов, вспомогательных
механизмов и на применяемые для них материалы. В низко-
14

температурных печах, в которых значительная часть
тепла передается конвекцией, для улучшения условий
нагрева часто применяется принудительная вентиляция
печной атмосферы. Некоторые конструкции термических
печей сопротивления показаны на рис. 1-2—1-4.
Среднетемпературная серийная камерная печь
(рис. 1-2) имеет камеру, образованную огнеупорной фу-
3 ¥ 5
I, A I
Подача
газа
Рис. 1-2. Среднетемпературная камерная печь.
теровкой 5 и теплоизоляцией в кожухе 4 из листовой и
профилированной стали. На своде, боковых стенках и в
поду расположены нагревательные элементы 3 в виде
зигзагов или спиралей. Подовые нагревательные
элементы перекрыты жароупорными плитами 6, на которые
укладываются нагреваемые изделия. Дверца / печи
имеет механизм подъема 2 с электроприводом. Печь
снабжена устройством пламенной завесы 7. В камеру печи
подается защитный газ.%
На рис. 1-3 показана низкотемпературная
конвекционная сушильная печь, широко применяемая для сушки
роторов, статоров и якорей электрических машин до и
после пропитки кремнийорганическим лаком. В ней мо-
15

жст производиться также сушка изделий после окраски.
Печь обогрсваст.ся воздухом, проходящим через элсктро-
калорифер 2, в котором помещены нагревательные
элементы, и рассчитана на температуру 200° С. Воздух
прогоняется через калорифер вентилятором Зу нагревается
и, омывая изделия, находящиеся в камере печи на
тележке 4, отдаст им свое
тепло. Охлажденный
воздух засасывается тем же
вентилятором в
циркуляционный воздухопровод
/ через окна,
расположенные по нижнему
периметру камеры, и вновь
поступает в калорифер. Таким
образом, печь имеет
замкнутый цикл циркуляции
воздуха.
На рис. 1-4
изображена рольганговая печь для
совмещенного процесса
отжига и оксидирования
листов магнитопроводов
электрических машин.
Печь представляет собой
крупным агрегат,
состоящий из ряда камер и
узлов. Листы статора и
ротора набираются на
оправки,, установленные в
поддонах /. Поддоны
передвигаются по всем камерам при помощи нескольких
секции рольгангов 3 со своими электроприводами 8.
В камере обжига 2 при 300—320° С производится
удаление остатков масла с поверхности листов после
штамповки. Камеры нагрева 4 до 900° С (отжиг) и охлаждения
5 до 650^550°-С работают с защитной атмосферой.
Охлаждение листов магнитопровода осуществляется
воздушными охлаждающими трубами и за счет потерь
через облегченную футеровку. Одновременно камера 5
оборудована нагревательными элементами. Камеры
нагрева и охлаждения оснащены
вентиляторами-мешалками, располагаемыми на секциях свода. В последующей
камере охлаждения 6 в воздушной среде до 550—400° С

осуществляется оксидирование листов. Камера также
имеет нагревательные элементы и вентиляторы.
Охлаждение листов происходит за счет потерь через
футеровку. В камере ускоренного охлаждения 7 листы при
помощи вентиляторов обдуваются воздухом из цеха, а
стенки камеры охлаждаются водой.
Рис 1-5 Проволочи
иточные нагревател!
Нагревательные элементы (нагреватели). Для
электропечей сопротивления нагреватели изготовляются из
жаропрочных материалов, стойких к окислению
кислородом воздуха при высоких температурах, с высоким
удельным электросопротивлением и малым температурным
коэффициентом электросопротивления. Они не должны
обладать заметным старением, т. с. изменением
электрических свойств во времени.
Наибольшее распространение получили проволочные
и ленточные нагреватели из хромоникелсвых и хромо-
алюминиевых сплавов, изготовляемые в *идс секции.
Проволочные нагреватели выполняют зигзагообразными
(рис. 1-5,а) и спиральными (рис. 1-5,е—д), ленточные—•
18

зигзагообразными (рис. 1-5,6). Проволочные
зигзагообразные нагреватели навешивают на стенках и своде
печи на жаропрочных крючках, подовые нагреватели
укладывают свободно на фасонные кирпичи. Спиральные
нагреватели в низкотемпературных печах подвешивают
на фасонных керамических втулках / (рис. 1-5, в), на
керамических трубках 2 (рис. 1-5, г) или на полочках
футеровки. В срсднстемпсратурных печах спиральные
нагреватели укладывают также в пазах 3 футеровки
(рис. 1-5,5). Ленточные нагреватели (изготовленные из
ленты или литые) крепят на стенках и своде обычно на
специальных керамических крючках; на поду их
укладывают на керамических опорах.
Обычно применяют следующие сплавы для
проволочных и ленточных нагревателей: железохромоалюминие-
вые Х13Ю4 — для низкотемпературных печей, ОХ23Ю5А
и ОХ27Ю5А —для печен с температурами до 1000 °С;
железохромоннкелсвые (нихромы): Х23Н18, Х25Н20 —
для печен с температурами до 1050 СС, Х15Н60 и
Х15Н80Т — для печей с температурами до П50°С.
В табл. 1-1 приведены рекомендуемые температуры
нагревателей из этих сплавов. В области, ограниченной
рекомендуемыми температурами, срок службы
нагревателей составляет не менее 10 000 ч. Под непрерывным
режимом в табл. 1-1 подразумевается круглосуточная
непрерывная работа (методические печи), под
прерывистым — работа с включением и отключением печи нс-
Таблица 1-1
Рекомендуемые температуры нагревателей
Х20Н80иХ201180Т
Х15Н60
Х25Н20, Х23Ш8
XI3104
ОХ23Ю5Л
ОХ27Ю5А
Карборунд
Днсилицид молибдена
Рекомендуемая
нет ерывиою
1050
950
850
750
1050
115A
1350
1550
TcMiiepaTjpa.
прерывистого
ЮЬО
900
800
650
1000
1100
1300
1500

сколько раз в сутки с существенным остыванием се в
отключенном состоянии.
В печах с элсктрокалорнфсрами и соляных ваннах
(при температурах до 600°С) часто применяют
трубчатые электронагреватели (ТЭН). Нагреватель (рис. 1-6)
состоит из металлической трубки /, по оси которой
расположена нихромовая спираль 2, приваренная к вывод-
-ным концам 5
нагревателя. Трубка заполнена
кристаллической окисью
магния (периклазом) 5.
В концах трубки
закреплены выводные
изоляторы 4. Трубка легко
изгибается, поэтому ТЭН
выпускаются различной
формы (в том числе
ребристыми— для
электрокалориферов).
Для печей с рабочими
температурами выше
1100— 1150 С применяют
неметаллические
нагреватели в виде стержней:
карборундовые, основу
которых составляет
карбид кремния (до 1300—1400°С), и из дисилицида
молибдена (до 1400—1500°С). Рекомендуемые
температуры таких нагревателей указаны в табл. 1-1. Применяют
также графитовые и угольные нагреватели (до 2000—
2500°С). Наиболее распространены в
высокотемпературных печах нагреватели из молибдена (до 2000 °С в
защитной среде) и вольфрама (до 2500 °С в защитной
среде).
Электрическая мощность, потребляемая
нагревателями, составляет для небольших мощностей единицы
киловатт, а для крупных печей может достигать тысячи
киловатт и более. Для ориентировки укажем установленные
(номинальные) мощности некоторых видов печей
сопротивления: от 8 до 160 кВт—камерные печи общего
назначения; от 25 до 160 кВт —шахтные печи; от 20 до
1000 кВт—камерные печи для сушки
электротехнических изделий; от 10 до 150 кВт — барабанные печи; от
90 до 270 кВт — толкательные печи (от 750 до
20

1100 кВт — с камерами охлаждения); от 6 до 800 кВт —
конвейерные печи (до 1400 кВт — с камерами
охлаждения).
Расчет проволочных и ленточных нагревателей
имеет целью определить сечение проволоки или ленты, ее
суммарную длину и разместить нагревательные
элементы (секции) в рабочей камере печи. Рассмотрим
упрощенный метод расчета нагревателей для печей,в которых
теплопередача осуществляется в основном излучением,
т. е. при температуре печи не менее 600—700 °С. При
расчете исходят из заданной номинальной электрической
мощности печи (или мощности зоны — для многозонных
печей) /Vm (кВт), конечной температуры нагрева
изделий /иэд (°С) и площади футеровки печи, на которой
разместятся нагреватели.
Сначала выбирают схсм> включения нагревателей для
каждой зоны печи. При питании нагревателей от
цеховой трехфазной сети 380 В нагреватели можно соединять
в звезду или в треугольник с последовательным или
параллельным соединением нагревательных элементов
(секций), т. с. с одной или несколькими фазовствями в
каждой фазе. Возможно и однофазное включение
нагревателей на фазное напряжение 220 В. В ряде
случаев нагреватели питаются от специальных
понизительных печных трансформаторов или
автотрансформаторов.
После выбора схемы включения известны: мощность
на фазоветвь Рф (кВт); фазное напряжение £/ф (В).
Исходя из максимальной температуры изделия tll3a (°С),
выбирают по табл. 1-1 материал нагревателя и его
рекомендуемую температуру *Har (°C). Затем с учетом при-
нятой конструкции нагревательных элементов
определяют значение допустимой удельной поверхностной
мощности нагревателя U^on, которой отвечает срок службы
нагревателя не меньший, чем 10 000 ч. Удельная
поверхностная мощность — есть мощность, выделяемая с
единицы поверхности нагревателя (Вт/м2). На рис. 1-7
приведены зависимости допустимой удельной поверхностной
мощности идеального нагревателя W1IA от температуры
изделия /ИЗд при различных температурах нагревателя
*наг. Под идеальным подразумевается сплошной
нагреватель, окружающий изделие со всех сторон, при
допущении, что тепловые потери через футеровку печи
отсутствуют.

ZOO 400 600 вОО WOO 1200 1400
Рис. I-7. Кривые >дельной поверхностной мощности идеального н
греватсля.

Реальная допустимая удельная поверхностная
мощность нагревателя W^u связана с идеальной мощностью
Ц/пд зависимостью
где а поправочный коэффициент, учитывающий
тепловые потери мощности в печи.
Рекомендуемые усредненные значения а: для
проволочных спиралей на полочках или на трубках 0,2—0,3;
для проволочных зигзагов 0,6; для ленточных зигзагов
0,4; для ленточных литых зигзагов 0,6.
Определив по формуле A-1) значения WROa, можно
найти расчетные конструктивные размеры нагревателей.
Для проволочного нагревателя диаметр проволоки d,
м, и ее длину на фазоветвь Z-ф, м, рассчитывают по
формулам:
A-2)
A-3)
где р — удельное электрическое сопротивление
материала нагревателя в горячем состоянии, Ом-м.
Для ленточного нагревателя толщину ленты а, м, и ее
длину на фазоветвь £ф, м, находят по формулам:
(М)
У 2т(т+\) U% Wml'
L* = 7~^T' A)
где m=b/a; b — ширина ленты, м.
Обычно для ленточных нагревателей m=5-f-I5 в
соответствии с сортаментом выпускаемой ленты. Наиболее
распространена лента с т=10.
Остальные конструктивные размеры нагревателей
(рис. 1-8) определяют по рекомендуемым соотношениям:
диаметр спирали проволочного нагревателя D=
— D4-6)d — для хромоалюминпевых сплавов, D=
—-{7~-W)d — для нихромов; шаг витков спирали t=
C~5)d; шаг проволочного зигзага t^E-i-9)d, шаг
ленточного зигзага t^>B-^-5)b; высота зигзага И =

=0,I5-b0,3 м — для хромоалюминиевых сплавов, Н=
=0,2-^0,4 м — для нихромов; радиус закругления
зигзага R^d или /?=Dч-5)а. Для температур на
нагревателе до 1000 СС применяют ленту размером не менее
0,001X0,01 м, при более высоких температурах — не
менее 0,002X0,02 м Для проволочных спиралей
минимальный диаметр проволоки 0,003 м, для проволочных
зигзагов 0,006 м.
При расчете нагревателей можно исходить также из
имеющегося сортамеьта проволоки или ленты. Тогда,
зная расчетное сопротивление фазовстви нагревателя
Яф=Уф/Рф и выбирая по сортаменту проволоку или
ленту, находят длину нагревателя на фазовствь, м:
„.6,
A-7)
Рассчитанный таким образом нагреватель проверяют
на допустимую удельную поверхностную мощность.
Определяют фактическую удельную поверхностную
мощность нагревателя Wnar:
для проволочного нагревателя
U7uar = ^; (IS)

для ленточного нагревателя
\у ||яг =, Г|" Ш3 . A-9)
2 (а I Ь) L4
Если полеченное значение ЧРцаг^^доп, то нагреватель
выбран правильно. Если №Har>Wflon, то размер сечения
нагревателя при данной схеме соединения нагревателя
не подходит. Нужно либо изменить схему соединения,
повышая напряжение на фазовствь, либо уменьшить
мощность фазоветвп, чтобы при том же сечении
получить большую длину, а значит, и площадь
поверхности нагревателя.
Пример 1-1. Рассчитать нагреватель для шахтной печи,
предназначенной для отжига стальных изделий и работающей при
температуре 800° С. Мощность печи 66 кВт, напряжение сети 380 В;
печь трехфазная, релим работы близок к непрерывному. Размеры
шахты, диаметр 0,8 м, высота 1,2 м
Принимаем включение нагревателей в звезду с одной ветвью на
фазу. Фазная мощность печи Рф=66/3=22 кВт, фазное напряжение
(Уф = 220 В. Выбираем по табл. 1-1 в качестве материала
нагревателей нихром Х15Н60 с рекомендуемой температурой 950°С и
удельным сопротивлением (>=1,2-10-<> Ом • м По рис. 1-7 для /ия„=800°С
находим для идеального нагревателя «/„„=3,7 • 104 Вт/м2. Значение
коэффициента эффективности для ленточного зигзага A=0,4 Тогда
согласно A-1) допустимая удельная поверхностная мощность для
выбранного типа нагревателя
Wmn = 0,4.3,7-10* = 1,48-10» Вт/м*.
Далее расчет ведем но формулам A-4) и A-5), принимая для
Толщина ленты
•V-
2-10A0+ 1)-22(J-1,48-10*
размерами
2202-10-1,52-10~6
L3> =«= 41.25 м.
22-l,2.10~6-10J
Нагреватель фазы выполняем в виде одной секции Размещаем
секции нагревателей трех фаз одну над другой. Принимаем высоту
зигзага //=0,25 м, расстояние между секциями по 0,1 м Длина
секции нагревателя по окружности шалты печи /ф=3,14-0,8—0,1 = 2,4 м
Длина ленты на шаг зигзага с учетом закруглений: *1=2{П—2Я) +
+2яЯ=2//+2Я(я—2)—см. рис. 1-8,6. Принимаем /?=5а-5-1.5Х
XlO-^7,5.10-» м, тогда Л =2.0,25+2.7,5-10-3C,14-2) «0,52 м.
Число зигзагов на фазу п = Щ1, = 4\,25 • 0,52«79. Шаг зигзага /=
•='*/л=2,4 : 79=0,03 м, т. с. /=2Ь, что приемлемо.

Электрооборудование установок печей
сопротивления. Электропечная установка сопротивления имеет
следующие основные элементы: а) собственно
электропечь; б) вспомогательные механизмы печи с
электроприводом (или с гпдро- и пневмоприводом),
обеспечивающие загрузку и выгрузку нагреваемых изделий п мате-
3-380 В 3-Ъ8ОВ
риалов или перемещение их в рабочем пространстве
печи, подачу впечь воздуха или газа; в) комплектующее
электрооборудование — трансформатор или
автотрансформатор для согласования напряжения питающей сети
с напряжением на нагревателях, а в некоторых
установках н для регулирования напряжения на нагревателях;
щиты, пульты, станции управления для включения и
отключения печи, автоматического регулирования
температуры, управления природами и системой подачи газа
в печь с защитной пли специальной атмосферой, либо
26

вакуумной системой вакуумных печей; г) датчики систем
измерения и автоматического регулирования
температуры печи, а также измерения и контроля вакуума или
давления газа и других параметров.
Поясняющие принципиальные электрические схемы
печных установок приведены на рис. 1-9.
Основным родом тока для питания печей
сопротивления служат трех- или однофазный переменный ток
частотой 50 Гц, а основное напряжение 380 В (в
перспективе 660 В).
Для электроприводов вспомогательных механизмов
печей обычно используются асинхронные двигатели с ко-
роткозамкнутым ротором. Для механизмов, требующих
регулирования скорости, применяют двигатели
постоянного тока с питанием от магнитных усилителей или тп-
ристорных преобразователей. Мощности двигателей
вспомогательных механизмов печей серийного изготовления
находятся в пределах 0,6—10 кВт.
Печные трансформаторы и автотрансформаторы
используют при напряжении нагревательных элементов,
отличающемся от напряжения питающей сети, или при
необходимости регулирования напряжения на
нагревателях, т.е. мощности, подводимой к нагревателям. Во
многих случаях для печей с металлическими
нагревательными элементами применение понижающих
трансформаторов (автотрансформаторов) экономически выгодно, так
как позволяет выбрать нагревательные элементы,
имеющие больший срок службы за счет увеличенного
сечения проволоки (ленты). Трансформаторы
(автотрансформаторы) применяют, как правило, также для печей
с нагревательными элементами из дпеилицида
молибдена или карборунда, сопротивление юторых
существенно изменяется с их разогревом, и для
соляных ванн.
Регулирование вторичного напряжения U2 печных
трансформаторов (автотрансформаторов)
осуществляется ступенями. Предусматривается несколько ступеней U2,
причем регулирование производят без нагрузки
изменением коэффициента трансформации. Для этого изменяют
числа витков секционированной первичной обмотки
перестановкой перемычек или специальным
переключателем; у некоторых типов трансформаторов до-
Полгштельно переключают схему секционированной
Вторичной обмотки.

Трансформаторы и автотрансформаторы для печей
сопротивления, как правило, имеют естественное
воздушное охлаждение («сухие») и устанавливаются
непосредственно в производственных помещениях поблизости от
печей.
Однофазные печные трансформаторы серии ТПО
изготовляются на мощности 1,6—10 ьВ-А с первичным
напряжением 220 В (на максимальные вторичные
напряжения U2max~ 20^-80 В, с четырьмя ступенями, при этом
U2m,r,&0,Q>5U2max) и на мощности 25—250 кВ-А с первич-
ным напряжением 380 В (па напряжения U2max~40-i-
-4-160 В, с восемью ст> пенями, U2nnn^0,3U2ma.,:).
Трехфазные печные трансформаторы серии ТПТ
рассчитаны на первичное напряжение 380 В. При
мощностях 16—25 кВ-А они имеют 16 ступеней
трансформации A ступени первичной н дополнительно 4 ступени
вторичной обмоток). По степеням вторичной обмотки
напряжение U2 изменяется в 8 раз (U2maxm70 В на
первой степени первичной обмотки) и за счет ступеней
первичной обмотки — еще в 1,7 раза. Трансформаторы
мощностью 40—250 кВ-А изготовляются с восемью
ступенями напряжения U2. При U2max^270 В напряжение на
последней ступени составляет 0,3Q>U2max. Кроме того,
вторичная обмотка может переключаться со звезды на
треугольник.
Печные трехфазные автотрансформаторы серии АПТ
мощностью 6—25 кВ-А с первичным напряжением 380В
и 16 ступенями трансформации позволяют регулировать
напряжение U2 в пределах от 250 до 40—50 В.
Применяются также трансформаторы и
автотрансформаторы других серий, в том числе и трансформаторы
с плавным регулированием вторичного напряжения (о
подвижной вторичной обмоткой).
Щиты и станции управления. В установках печей
сопротивления широко применяют комплектные
электротехнические устройства. В этих устройствах
устанавливаются все электрические аппараты и приборы,
обеспечивающие включение печей и их работу в соответствии с
требованиями технологического процесса. Конструктивно
комплектные устройства оформлены в виде щитов,
станций, блоков и пультов управления и размещаются
вблизи печей.
Щит управления (рис. 1-10) представляет собой
шкаф / с коммутационной и контрольно-регулирующей

аппаратурой для дистанционного включения
нагревателей и электроприводов одного-двух вспомогательных
механизмов, контроля и регулирования температуры одно-
зонной печи или одной тепловой зоны многозонной печи
(см схемы на рис. 1-9,о—в). Силовая часть шнта
содержит автоматический выключатель 9 для защиты
нагревателей и печных трансформаторов или
автотрансформаторов от коротких замыкании и возможных перегрузок
и контактор 10 для оперативного включения и
отключения нагревателей. В эту же часть входят автоматические
выключатели и контакторы электроприводов. К конт-
трольно-регулирующей части щита относятся: прибор
теплового контроля (ПТК) 3, промежуточные реле 6,
переключатель 8 для выбора режима работы
нагревателей (автоматического или ручного), автоматический
выключатель 7 для защиты цепей управления, а также
электроизмерительные приборы 2, 4 и сигнальные
лампы 5.
Наибольшее распространение получили щиты
управления типов ИЗР и ИЗРП. В условном обозначении щи-

тов б)ква И указывает на измерение температуры, б)ква
3 означает наличие прибора записи температуры (при его
отс>тствии буквы 3 в обозначении нет).буква Ротражает
применение регулирования температуры, буква П
ставится при наличии приборов контроля тока и
напряжения. Следующие за буквами три цифры означают: первая
B) —двухпознционное регулирование; вторая (I—8) —
номер модификации по типу ПТК; третья
A—4)—исполнение щита по значению тока в силовой цепи.
Следующие за цифрами буквы обозначают варианты
исполнения щита: Э — с аппарат) рои для включения
нереверсивного двигателя; Р—то же для реверсивного двигателя;
Д — то же для двух двигателей — реверсивного
и'нереверсивного; Г — с аппаратурой для работы печи с
газовой атмосферой. Щиты могут иметь исполнение
вариантов Э, Р, Д в сочетании с вариантом Г.
В установках крупных печен с большим числом зон
пспольз>ют комплектные станции управления, в которых
размещается только коммутационная аппаратура для
включения нагревателей (на две или три зоны).
Аппаратура станции управления может быть смонтирована на
открытых панелях или в шкафах. Несколько станций об-
раз)ют общий узел, называемый щитом станций
управления. Дополнительно устанавливают (на панели или в
шкафу) общ)Ю станцию ввода с автоматическим
выключат с чем и измерительными приборами. Вся контрольно-
регулирующая аппаратура и аппараты включения и
управления электроприводов размещаются в этих сл)чаях
в отдельном щите управления (см. схему на рис. 1-9,г).
При большом числе электроприводов вся аппаратура
управления ими размещается в так называемых пультах
управления.
Станции ввода применяют иногда и для установок с
несколькими щитами управления (см. схему на рис. 1-9,в).
На рис. 1-9,(9 показана схема установки, в которой
аппаратура управления вспомогательным регулируемым
электроприводом постоянного тока помещена в
отдельном шкафу ШУ. »
Электрические схемы установок печей сопротивления.
Благодаря применению в установках электропечей
сопротивления комплектных щитов и станций управления
принципиальные'электрические схемы установок
различных печей состоят из повторяющихся типовых узлов и
отличаются друг от друга главным образом в той части,

которая относится к управлению электроприводами
вспомогательных механизмов.
В качестве примера рассмотрим упрощенную
принципиальную электрическую схему установки однозон-
ной камерной печи (рис. 1-11). Нагреватели печи ЭПС
получают питание через автотрансформатор А Т от сети
Рис. 1
[. Элси
380 В. Включение и отключение нагревателей
производится контактором КЛ. Силовые цепи защищены
автоматическим выключателем ВА1.
Реверсивный асинхронный двигатель с короткозамк-
нутым ротором Д для механизма подъема и опускания
Дверцы печи включается контакторами КП (подъем) и
КО (опускание). В отключенном состоянии двигатель Д
затормаживается механическим тормозом, снабженным
электромагнитом ЭмТ. Автоматический выключатель
оА2 служит для защиты двигателя Д и его цепи
управления. Конечные выключатели ВКП и ВКО контролируют
верхнее и нижнее положения дверцы: размыкающий кон-
31

такт ВКП открывается в верхнем положении,
размыкающий контакт ВКО— в нижнем. Управление приводом
дверцы — ручное дистанционное, при помощи кнопок
КнП (подъем), КнО (опускание), КнС (стоп).
Схема цепей управления и сигнализации питается па-
пряжением 220 В и содержит: автоматический
выключатель ВАЗ; прибор теплового контроля ПТК (с датчиком
температ>ры печи ДТ); катушки контактора КЛ и про-
межуточного реле РП; сигнальные лампы ЛЗ (зеленая),
Л К (красная) и ЛЖ (желтая). Схема обеспечивает руч-'
нос дистанционное и автоматическое управление тепло,
вым процессом печи. Выбор вида управления
осуществляется универсальным переключателем УП на три по-ложе-
НИЯ\
При нейтральном положении 0 рукоятки УП наг[н на»
тели печи отключены, горит лампа ЛЗ.
При р>чном управлении рукоятка УП становится в
положение Р, включается реле РП и своим контактом
замыкает цепь катушки контактора КЛ. Контактор вгчю-
чается, подавая питание па нагреватели, лампа ЛЗ пч-
нет, лампа Л К загорается. Очевидно, что включение
контактора КЛ возможно только при закрытой (опущенной)
дверце печи^ Такая блокировка осуществлена
замыкающим контактом конечного выключателя ВКО. В
режиме ручного управления прибор теплового контроля IIГЦ
не оказывает влияния на ход теплового процесса. Он
лишь дает оператору информацию о температуре печи.
При автоматическом управлении рукоятка УП
ставится в положение А. Теперь сигнал на включение и oi-
ключение реле РП, а следовательно, и на включение и
отключение нагревателен выдастся прибором ПТК. Pv 'в
РП включается, если замкнут контакт Мин этого прибора,
и отключается при размыкании контакта Мин
(подробнее о работе ПТК см. ниже). Если температура печи по
каким-то причинам превысит максимально допустимою,
замкнется контакт Макс ПТК н загорится лампа ЛЖ,
привлекая внимание обслуживающего персонала.
Для печей, работающих с газовой атмосферой, в с\е-
м) цепей управления вводятся дополнительные узлы,
обеспечивающие управление аппаратурой газовой
атмосферы и сигнализацию о ее работе (световую и звуковую).
Автоматическое регулирование печей сопротивления.
Механизация и автоматизация работы термических
электропечей, повышение их произйодительности осуш,е-

гтвляются по трем основным направлениям: 1) механи.
Йция загрузки и выгрузки печей; 2) автоматическое >п.
павление вспомогательными механизмами печи; 3) ав*
тематическое регулирование теплового режима печи.
Регулирование температуры печи достигается
ступенчатым или плавным изменением электрической
мощности подводимой к печи. При ступенчатом
регулировании используют: переключение нагревателей в
трехфазных печах с треугольника на звезду с уменьшением
мощности в 3 раза; применение регулировочного
трансформатора (автотрансформатора); периодическое
включение и отключение нагревателей — двухпозициоиное
регулирование. Последний способ стал самым
распространенным как наиболее простой и в то же время
позволяющий автоматизировать процесс регулирования. При
плавном (непрерывном) регулировании мощности
используют тиристорные регуляторы
напряжения—управляемые источники питания нагревателей печи. Их
применение дает очень высокое качество автоматического
регулирования.
Основная задача устройства автоматического
регулирования температуры печи t состоит в обеспечении
задапного температурного режима нагрева во времени т.
В соответствии с технологическим процессом требования
к характеру режима и точности его выполнения могут
изменяться в широких пределах. В одних случаях нужно
лишь нагреть изделие (рис. 1-12,о), в других за
нагревом (прямая /) следует режим выдержки (прямая 2)
и охлаждения (прямая 3, рис. 1-12,6), в третьих
необходимо программное регулирование, т. с изменение
температуры печи по заранее заданному закону (рис. 1-12,е).
3-612 33

Устройство автоматического регулирования
(регулятор) температуры состоит из датчика действительной
температуры печи (ДТ), задатчика требуемой
температуры (ЗТ), измерительной части (ИЧ), регулирующего
(РЭ) и исполнительного (ИЭ) элементов. В регуляторах
общего назначения, осуществляющих двухпозиционное
регулирование, функции ЗТ, ИЧ i
РЭ совмещены в одном
приборе теплового
контроля (ПТК). Испоч-
нителькым элементом
регулятора является
контактор включение
нагревателей.
Датчиком температуры чанц
всего служит термо
электрический
термометр (термопара),
например, типов ТХ1< ;1чя
температур до 600 („
ТХА до 1000° С, ТПР
до 1600е С.
На рис. 1-13,0
изображена упрощенна;
электрическая схема
одного из наиболее
распространенных
типов ПТК. Его измери-
Рнс 1-13
прибора теп
нтропя па на принципе hov
псисациониог-о метол,!
измерения ЭДС малой
величины, возникающей на выходе датчика ЦТ, термо
электродная часть которого (собственно термопара) ВВ(-
дена в рабочее пространство печи Электродвижущая
сила датчика температуры едт, пропорциональная
температуре печи, включена последовательно со входом
электронного усилителя ЭУ в диагональ моста Два плеч,'
моста образованы постоянными резисторами R3 и R1,
третье плечо состоит из постоянного резистора R1 и
части /—2 потенциометра R, четвертое плечо — из постояа-
гого резистора R2 и остальной части 2—3 потенциометра
R. В другую диагональ моста включен источник
стабилизированного напряжения £/ст.
34

Так как сопротивления R1 — R4 неизменны, то нап-
пряжен.ге им на диагонали моста между точками 2 и 4
однозначно определяется положением ползунка ш тсицио-
метоа R Поэтому всегда можно наитп такое положение
ползунка R, при котором напряжение па ..ходе ЗЛ «Bi=
_н _<?,=() (режим полной компенсации). В
рассматриваемом ПТК компенсация осуществляется
автоматически. Для этого на выход ЭУ (которыг имеет очень
высокий коэффициент усиления —до 100 000 и более)
подключен маломощный реверсивный электродвигатель
Д. При иВьф0 двигатель перемещает через
передаточный механизм ПМ ползунок потенциометра R в т> или
другую сторону в зависимости от знака «,,ч до положения
полной компенсации В этом положении двигатель
останавливается. С ползунком потенциометра R -механически
связаны указатель температуры У, переменяющийся
вдоль шкалы, градуированной в градусах Цельсия (СС),
а также перо, записывающее эту температуру на
бумажную ленту. Лента перемещается с постоянной скоростью
с помощью лентопротяжного механизма,
приводимого в движение отдельным синхронным
двигателем.
В описанном исполнении ПТК используется только для
показания и регистрации температуры. Для обеспечения
работы ПТК как автоматического регулятора в нем
устанавливаются дополнительные устройства.
При двухпозиционпом регулировании в ПТ1<
устанавливается задающий элемент (ЗТ) — указатель УЗ
заданной температуры /уст (температуры уставки), на котором
укреплен контактный узел с размыкающим контактом
Мин (рис. 1-13,о). Этот контакт будет замкнут до тех
пор, пока действительная температура печи t остается
менвше густ. При t=tyci упор, закрепленный па
указателе У, воздействует на контактный узел указателя УЗ,
контакт Мин размыкается и при t>tyCT сохраняет
разомкнутое состояние. Контакт Мин вместе с упором на
указателе У образуют регулирующий элемент (РЭ).
Размыкание контакта Мин приводит к отключению нагревателей
печи (как было показано при описании работы схемы
на рис. 1-11). После того как температура печи снизится
до f=fycT, упор на указателе У вернет контакт Мин в
замкнутое состояние, нагрезатели печи вновь б\дут
включены.
3'

Аналогичным контактным узлом, но с замыкающим
контактом Макс, снабжен допочнитсльныи указатель
предельно-допустимой температуры УП. Контакт Мш с
замкнется, если указатель У достигнет положения
указателя УП. В схеме управления печи (см. рис. 1-11)
загорится сигнальная лампа ЛЖ.
Процесс работы регулятора иллюстрирует график i a
рис. 1-14. Включение печи происходит в момент времи i-
Рис 1 14 Процесс дв>.х1!031Щ110нно10 регулирования температур!
т=0. При этом рабочее пространство печи имело темт-
ратур) /,1а.|, с которой начинается нагрев. Так как
контактный узел ПТК обладает зоной нечувствительное! г
±б/, фактическое размыкание контакта Мин и
отключение нагревателей печи совершается не при ?=/>Ст, а пр1
несколько более высокой температуре ty(T+bt в точке 1.
Далее температура постепенно снижается до значения
ty(T—8t, когда в точке 2 замкнется контакт Мин. Внонь
включаются нагреватели, температура опять будет расти
и т д. Таким образом, благодаря действию автомйти'и
ского регулятора фактическая температура колеблет(я
около се среднего значения tcl,, которое в первом приблг
женин равно/у, т. Очевидно, что чем меньше зона
нечувствительности регулятора ±6/, тем меньшими будут и
мгновенные отклонения температуры от значения />ti.
Вместо контактных задающего (ЗЭ) и регулирующего
(РЭ) элементов можно применить потеициометрпчесыш
элемент (ПЭ) с двумя потенцио'/страми R1 и R2 (см. рис.
1-13,6). Потенциометр R1—задающий, питается
стабилизированным напряжением постоянною тока. Его по. -
зунок механически связан с указателем УЗ, а ползунок

2 потенциометра R2~c указателем У. Напряжения на
0/ и R2 пропорциональны температурам: »зад=/>ст и
и =t Следовательно, разность напряжений «рсг=
_^ауТ _ Ц(Ьакт пропорциональна разности температур
М~Т —I При двухпозиционном регулировании на на-
ппяжение Ucer через диод Д1 подключаются два мало-
мКых релТя/ с контактами Мин и Макс. Работа ав-
тсматического регулятора принципиально протекает так
же как и при использовании контактного варианта
элементов ЗЭ и РЭ. Зона нечувствительности ±8t в
данном случае определяется коэффициентом возврата реле
Pi.
Двухпозиционные регуляторы обеспечивают точность
поддержания заданной температуры не ниже ±1% по
среднему значению tycT.
При непрерывном регулировании используется ПТК с потенцио-
метрическим элементом ПЭ, а вместо контактора в качестве
исполнительного элемента устройства автоматического регулирования
температуры применяется тиристорный регулятор напряжения
(однофазный типа РНТО илн трехфазный типа РНТТ)
Принципиальная схема устройства непрерывного
автоматического регулирования температуры печи показана на рис 1-15.
Трехфазный тнрнсторнын регулятор напряжения ТРИ состоит из шести
тнрнсторов, включенных по два встречно-параллельно в каждую
фазу печи, и блока управления тиристорами БУТ. Напряжение на
входе блока БУТ равно выходному (регулирующему) напряжению ирСг
элемента ПЭ. В свою очередь, действующее значение напряжения на
выходе ТРИ, т е на нагревателях печи, может плавно изменяться
от 0 до 380 В при изменении сигнала ирег от 0 до некоторого
значения Ырсг, то*. Ранее было показано, что напряжение ирсг
пропорционально разности заданной и фактической температуры печи Д/=
■=/уст~/. Чем -большей будет эта разность, тем больше окажется
напряжение на нагрева гелях и выделяемая ими мощность,
следовательно, тем выше становится /, стремясь к значению, лишь немного
отличающемуся от /VCT
В первом приближении можно принять, чго температура t
пропорциональна ирег, те. р
b^%tZZ г^ГнриТ^Гюстн'зависящий в псрвую о
С другой стороны,
«Иг = *«(*»«-/), A-
ГДе м~* коэффициент передачи ПТК
Из выражений A-10) и A-11) получим:

Таким обраяом, при достаточно большом кг температура
Применение тнрнсторных регуляторов для промышленны
тропечей становится все более широким. Однако в каждом к
ном случае о)ю должно быть обосновано технико экономическ
четом. Отметим также, что ПТК с потенциометрнческнм эле
(ПЭ) используются it при программном управлении, т е ко
дается сложный закон изменения температуры печи (напри
графику на рис. 1-12, о) В этих случаях сигнал задания ил
ступает в ПТК от программного устройства
3-380 В
Рассмотренные принципы устройства и действия
ПТК для позиционного и непрерывного регулировании
реализованы, в частности, в выпускаемых
промышленностью модификациях приборов серии КСП Эти
приборы общего назначения часто называют автоматическими
регулирующими компенсаторами.
Автоматический регулятор температуры и печь, клк
объект регулирования, представляют собой замкнутую
систему автоматического регулирования с обратной
связью го температуре печи. При двухпозиционном
(релейном) регулировании такую систем) называют
релейной, а при непрерывном регулировании — непрерывной
системоп
38

Установки прямого нагрева. Э.-ектротерпические >ст-
пойства прямого нагрева применяются, в частности, для
нагрева заготовок при ковке л ила\чтш<е Они
обеспечивают быстрым и равномерный ПгГгрш до 1100—1200° С,
но потребляют очень большие токи (сотни и тысячи
ампер) при отпоспте.чьисх. малых напряжс прях E 20 В).
Устройство грямою нагрева питается от одгофазиою
: 1 16 Схема установ!
irpeua.
печного трансформатора ТрП (рис. 1-16). Нагреваемая
заготовка 3 зажимается в контактных головках /, к
которым через токосъемники 4 и тоководущис трубошины
2 подведено напряжение вторичной обмотки
трансформатора.
Установки инфракрасного нагрева. В этих
установках нагрев производится в сушильной камере при
помощи специальных электроламп или трубчатых
нагревательных элементов (ТЭН), которые испускают в
основном инфракрасные лучи. В электромашиностроении
такие установки применяют для сушки лакокрасочных
покрытий и изоляции обмоток электрических машин
после пропитки. Этот способ нагрева дает ускорение
п • >песса сушки обмоток за счет проникновения в об-
-. )Ti\H тепла также от металлических частей, прогрсвае-
i ы\ инфракрасными лучами.
1-3. УСТАНОВКИ ДУГОВЫХ ПЕЧЕЙ
Конструктивное исполнение дуговых печей.
Упрощенные схемы конструкций двух основных
разновидностей дуговых печей прямого и косвенного нагрева
показаны на рис. 1-17 и 1-18
Печь пряного нагрева (рис 1-17)—трехфазная; ее
основное назначение —выплавка стали, в первую оче-

редь высоколегированных сортов, из металлическою
лома (скрапа). Сварной металлическим кожух / 11041-
состоит из днища, обычно сфероконическом формы, и
стенки, выполняемой в виде цилиндра млн комбинации
а д>говои
прямо
агреьг
цилиндра и усеченного конуса Верхняя часть кожухл
усилена кольцом жесткости 4 (например, из швеллера)
Внутри кожух имеет футеровку 3, которая образован,
слоем теплоизоляции и слоем кирпичной огнеупорно/'
кладки На под печи дополнительно укладывается т-
проницаемым для расплавленного металла 15 набивной
40

Н^т^ооК:отг/р=
Рабочее окна предназначено для наблюдени
Рис. 1-J8. Схема дуговой печн
процессом плавки и выполнения необходимых операций
в ходе плавки. Свод 6 печи служит для предотвращения
утечки газов и тепла. Он выложен из огнеупорных
кирпичей и крепится в сводовом кольце 5 из швеллера или
корытообразного сварного профиля. Электроды 7—•
угольные или графитированные стержни большого
сечения—проходят вертикально через отверстия в своде
и укреплены в электрододержателях 5, к которым
подводится ток гибкими кабелями Благодаря
экранирующему действию электродов свод печи частично защищен
от непосредственного излучения дуги. Это и даст
возможность проводить процессы плавки стали, требующие
высоких рабочих температур A600° С и выше)".
Каждый электрододержатель укреплен на трубе или
коробчатой балке, соединенной с кареткой 10, которая

мо/Kci перемещайся в вертикальном направлении ни
cicu'iKc 9 при novouui механизма перс ^ei ,ення элс-мро-
д.-i с э.ч-ктро или гидроприводом Три стойки 9 устапог-
лепь' и.1 п.-.oi ,; ;,кс //, к кок рои па цеп* х 12 подвешен-,
сводов с ко, цо 5. Свод ).:ож(м подниматься, ,;ля чем
hmcc-ics i хгчччм, воздействую! ,ии и;1 цени 12 и и , Г
жиип.н f Гь чмо элсктроррши ;i.ov. II чн ;;'.дка // в свеч >
очере;и уекч'ов.н-на па опорной стойке 13 (копстру
т;:то j к-;: // 13 вьчю Ч1Ж гея иначе-, nanpiivc-p в шь,(
^ч-'с.л:а предназначен \ч-х;и!изм наклона Этот
механизм копе i| укпчмю можс 1 быiь выполнен по разному.
-В гаибо.чч' распространенно?" ва; ианте кожух / и узе- •
// 13 уста 1 он ены ма lunaicjiopve— юльке 16, сп; С
>1»1 1.нои дву?:и ouopiii>i?.:ii cc-i ментами 17, нс-рекатыиаю-
iki:?.:iics' по ;о нкам 18 и. и не imockiim балкам. Нак.Ю!
.пк 'ькн осуп^сствляетси ;есчпым или'винтовым устрои
с-п.о?.: с -,>.:ектропрнвожл: или с помощью пь';])опривод
Мсхашпм обеспечивает также наклон печи па 10 —1Г>
в с оропу рабочего окна дли скачивания шлгка в ир<-
цессе плавки
Разпсвидпостп копс[рукцни нечеи определяются, и
частности, способом <;тручки в них подготовленною
для -farpy-(кг гатс-ри...--;' — шихты. Способ загрузки чс
рез рабочее окно используекя в настоящее время липл
д.пя малых печей с ручной <ai ручкой Наиболее распре^
страпепы печи с механизированной за!рузкой сверху
посредством социальной корзины 19 (рис. 1-17),
перемещаемо! moctobiiv крапом Корчнна снабжена раскрь -
ваюшн?"си дном
Дл5 (ацузкн сверху большинство 1кчен имеет повс-
рошын свод (печи серии ДСП) Перед -огрузкои свод
при. одпнмается на цепях и вместе с площадкой // !■
стоик;:мн 9 с помощью мехатнма поворота свода с
элсмро и."и шдроириводом отводится в сторону слив
на угол К)—100, открывая печь. Предварительно по,
пимают все электроды П))имепяются также печи с вы
катывающейся ванной, в которых после подъема свод;'
кожух, установленный па тележке, выкатывается по i
загрузку
Печи с номинальном емкостью1 12 т и более moi \ i
1 Et-'.K
iOBpt-M-

иметь механизм вращения ванны в пределах угла ±40°
вокруг вертикальной оси. Механизм снабжен обычно
электроприводом
Дуговые сталеплавильные печи емкостью до 10 т.
поименяют в литейных цехах предприятий при пэоиз-
водстве фасонного стального литья В ряде случаев для
этой цели используют и более крупные печи
Печь косвенного нагрева (рис. lie) выполняется
однофазной и служит для плавки металлов с
температурой плавления не выше 1300—1400° С. В основном такие
печи применяют с целью переплава цветных металлов и
сплавов, а также чугуна для фасонного литья в
небольших литейных цехах. В печи косвенного нагрева очаг
высокой температуры (дуга) находится па некотором
расстоянии от поверхности металла, поэюму угар и
испарение металла намного меньше, чем в печах прямого
дугового нагрева Кожух печи / с футеровкой 2 из
теплоизоляционного и огнеупорною слоев имеет
бочкообразную (как на рисунке) или цилиндрическую форму,
расположен горизонтально и уложен опоясывающими
его ободьями 5 на четыре роликовые опоры 3. В
средней части кожуха расположено рабочее окно,
обрамленное литой рамой 11 п служащее для загрузки печи и
слива металла. В нижней части рама образует носок 13
для слива. Окно имеет дверцу 12, футерованную с
внутренней стороны
Графитированные электроды 9, между которыми
горит дуга, расположены по оси печи и проходят через
отверстия в торцах кожуха. Электроды зажаты в элскт-
рододержателях 10, к которым подводится ток гибкими
кабелями. Электрододержатсли установлены на
каретках, которые могут двигаться по направляющим
консолей 6, прикрепленных к кожуху Подача элем ролов
осуществляется с помощью двух механишов
перемещения 8 вручную или электродвигателем 7 (в схеме на
рисунке правый электрод перемещается только вручную).
Печь после расплавления части шихты работает с
непрерывным качанием па опорных роликах 3, одна пара
которых имеет привод от реверсивного двщателя 4
Качания печи необходимы в первую очередь для более
равномерного нагрева футеровки печи, что повышает
сРск ее службы. Благодаря качаниям печи па1ретые
прямым излучением дуги части футеровки периодически
омываются и охлаждаются расплавленным металлом,

более холодным, чем футеровка. Одновременно
улучшается качество металла за счет его перемешивания.
Дуговые печи с косвенным нагревом имеют смкосп>
не более 500 кг (например, печь типа ДМБ-0, 5 — мечс-
плавильпая барабанная емкостью 0,5 т).
Электрооборудование установок дуговых печей.
Установка дуговой печи включает в свой состав, кроме
собственно нечи и се механизмов с электро- или
гидроприводом, также комплектующее электрооборудование:
печной трансформатор; токопроводы от трансформатора
к электродам печи — так называемую короткую сеть,
распределительное устронство (РУ) па стороне высшего
напряжения трансформатора с печными
выключателями; регулятор мощности; щшы и пульты управления,
контроля и сигнализации; программирующее устройство
для управления режимом работы печи и др.
Установки дуговых печей — крупные потребители
электроэнергии; их единичные мощности измеряются
тысячами и десятками тысяч киловатт. Расход
электроэнергии на расплавление тонны твердой завалки
достигает 400—600 кВг-ч. Поэтому питание печей
производится от сетей 6, 10 и 35 кВ через понизительные печные
трансформаторы (максимальные значения вторичного
линейного напряжения трансформаторов лежат обычно
в пределах до 320 В у печей малой и средней емкости
и до 510 В у крупных печей). В этой связи для
установок печей характерно наличие специальной печной
подстанции с трансформатором и РУ; в новых установка\
применяются шкафы комплектных распределительных
устройств (КРУ), выполненных по унифицированным
схемам Печные подстанции располагают в пепосредсч
вспнон близости от печей Щиты и пульты управления
для установок ДСП емкостью до 12 т и ДМБ
размещают в пределах печной подстанции с обслуживанием
пулыов из цеха (с рабочей площадки). Для более
крупных печей мо!ут предусматриваться отдельный
пультовые помещения с удобным, обзором рабочих окон печен
В электроприводах механизмов печи применяки
обычно асинхронные двигатели с короткозамкнутым ро
тором напряжением 380 В на мощности от-1—2 кВт в
небольших печах до 20—30 кВт в более крупных печах.
Двигатели приводов перемещения электродов —
постоянного тока с питанием от электромашиппых или
магнитных усилителей, а также от тирпсторных прсобразо-

атепей Эти приводы входят в состав самостоятельного
агрегата-регулятора мощности печи
В печах емкостью более 20 т с целью увеличения
пооиэводигелыюсти и облегчения труда сталеваров
предусматриваются устройства для перемешивании жидкой
ванны металла, основанные на принципе бегущею
магнитного поля. Под днищем печи из немагнитного
материала размещается статор с двумя обмотками, токи
которых, сдвинуты по фазе на 90. Создаваемое статор-
ными обмотками бегущее поле приводит в движение
слои металла. При переключении обмоток возможно
изменение направления движения металла. Частота тока
в статоре перемешивающего устройства от 0,3 до 1,1 Гц.
Питание устройства производится от электромашинного
преобразователя частоты.
Двигатели, обслуживающие механизмы дуговых
печей, работают в тяжелых условиях (пыльная среда,
близкое расположение сильно нагретых конструкций
печи), поэтому они имеют закрытое исполнение с
теплостойкой изоляцией (краново-металлургических
серий).
Печные трансформаторные агрегаты. В установках
дуговых печей используются специально
предназначенные для них трехфазные- масляные трансформаторы.
Мощность печного трансформатора является после
емкости вторым важнейшим параметром дуговой печи и
определяет длительность расплавления металла, что в
значительной степени сказывается на производитсльно-
~сти печи. Полное время плавки стали в дуговой печи
составляет до 1—1,5 ч для печей емкостью до 10 т и до
2,5 ч для печей емкостью до 40 т. Новые установки
печей комплектуются печными трансформаторными
агрегатами повышенной мощности типов ЭТМПК
ЭТЦПК и др.
В обозначении типа трансформаторного агрегата:
Э — электропечной; Т — трехфазный; М — естественное
масляное охлаждение; Ц— масляио-воздушное
охлаждение; П или Н — переключающее устройство ПБВ
(переключение без возбуждения, т. е. без нагрузки) или
РПН (регулирование под нагрузкой); К—комплектный
([агрегат, состоящий из трансформатора и реактора).
"ри этом, например, для печей типа ДС-0, 5A мощность
""""сформатора составляет 630 кВ-А, типа ДС-ЗМ2—
кВ-А, типа ДСП-12Н —8000 кВ-А (с возмож-

iu en io перегрузки i a 20'/ на время p;>cn.:;'B,:cpin ), ,;,■; .
Н.Ч1- iima ДМЬ О, Г. — Ш кВ-А.
11ан|яжер1и па 1ччи в \сдс п авки трсб\стся и,' е-
тт.. в ;;oiu,v:i,i с шире кп\ ррсде.':;'.х Н;1 перве м эт ,i
п iaBisi., ucijiv. ррсисхолит p.icn.-iPB.-'xiu.c скраил, в i i ■,.,
,j жн. вносимо макспv.-i.'bM.'i» мс i ;посп>, чн Гы yu . -
рить эк 1 п| с utcc. Но г ри хо.;:с, ,nci< шихте ^\га пеусп
ЧРВ< Iltn-fV_\ ,ЯЯ \ВС 'Ч'Ча'НЯ -v-f I"I ОСТР Н(.0б\0;-1! (;
пс Bi.!!.:;:ib напряжение. 11ро/ко'1жиit iпость лапа р,.<.
п -ai.M' i , р нем рот} спаяется 60—Ь()% )ч К1роэперпч
II,! 1,тс рс гретьем эгаи. х при окис, сипи и р;'фтн,-
ров< *!•!• жр ;к( гс '-tT.'i.'i а (у^а.мрии Bpt.ju.'X ri|H?.:tcti'
ii bi-zm i;ii:i:n mi ntio \i tprд«ч) дуг;' ropi'T cpokohpu,
темi.'ep.•:(>'; a t> печи вмцк, д.п'ра „_\ni }вс..пчивастс,.
Во нчГока1'ис преждсв| t %чш:с;н вихсда in ctj оя фук-
рс Bi н pt'.p д\1) укорачивают, спиж.'я i ап[)яжспис Кро
че топ, ;;.: я печей, в коюрьх •■ог\т вып.:; в.:яться р,-'.:<-
ные л-арки металла, cootik iCibcihio ичмспнотся уел с впя
плавки, а икишт, и тpeбyc^■ыt напряжения
Для oftcnciei'i я вооюжпости регулирова!у!я nanj *■-
жепия печеи питающие их трансформаторы выполняют
с нескс lkip-p ступенями низкого напряжения, обычпе с
переключением отпаек обмотки высокого напряжение
A2 ступеней и более). Вторичное линейное напряженно
для трансс'рормаюров мощностью до 8000 кВ-Л
регулируется в пределах (т И2г.ах^ 2204-320 В до U2,n,n~
«1004-120 В; для трансформаторов большей мощне-
сти —от Ua,r.CxBs 370-510 В до U2mm « 130-М85 П
Трансфс [п:аторы мощнестыо до 10000 кВ-Л снабжен!'
переключающим >ст[ ойс п'ом ПБВ. 1ю се мощнь^
граисфору. юры имеют переключающее устройство
РПН Д'* небольших i t чей применяют две — четыре
ступени, г 1акже простейший способ регулирования п..
пряжепи» —переключение обмотки высокого напряже
ния (ВН) с треугольника на звезду.
Для-обеспечения устойчивого горения дуги nepCMei
пого тока и ограничения толчков тока при коротких i.
мыканцях (к з ) между электродом и шихтой 2—3-кр..1-
пым значением номинального тока электрода общее
относительное реактивное сопротивление установки дол
жпо составлять 30—40%. Реактивное сопротивлерне
печных трансформаторов равно 6—10%, сопротивление
короткой сети для малых печей 5—10%. Поэтому со елг-
46

■6,ЮC5) К t
ны gj^ трансформатора для печей емкостью до 40 т
Предусматривают предвключенный реактор с
сопротивлением около 15—25%, входяший в комплект
трансформаторного агрегата. Реактор выполнен как дроссель с
ненасышающимся сердечником.
Электрическая схема силовой цепи дуговой печи.
Схема питания типовой элсктропечпой дуговой
установки для фасонного литья
показана в упрощенном виде
на рис. 1-19. Здесь ЭПД —
электропечь дуговая.
Маломасляный или воздушный
печной выключатель ВП1
предназначен для
оперативного включения и
отключения печного
трансформатора ТрП при всех нагр>з-
ках — от холостого хода до
коротких замыканий.
Разъединитель В служит для
подачи и снятия напряжения
при отключенном
выключателе ВП1. Перел печным
трансформатором вьлючен
токоограничивающий
реактор Р1О, который по
окончании расплавления шихты
шунтируется выключателем
ВП2. При этом первичная
обмотка трансформатора
пересоединяется с
треугольника на звезду при помощи
переключателя У/ (на время
переключения цепь питания
печи обесточивается при
помощи ВП1).
Трансформаторы тока
ТТ1—ТТЗ u TT4—TT6 на
первичной и вторичной
сторонах печною
трансформатора и трансформаторы
напряжения W1 и ТН2
служат для подключения
измерительных приборов u an-

паратуры управления и защиты. Установки дуговых
печей оснащаются релейной защитой от токов к. з. на
стороне ВН трансформатора ТрП и от перегрузки, которая
может иметь место при работе печи. Защита от к. з.
отключает установку, воздействуя на выключатель ВП1,
и выполняется как токовая защита мгновенного
действия. Защита от перегрузки обычно воздействует с
выдержкой времени па сигнал.
Все трансформаторы для питания дуговых печей
снабжают газовой защитой Газовая защита, как
основная защита печного трансформатора, выполнена
двухступенчатой: первая ступень воздействует на сигнал,
вторая отключает установку.
Короткая сеть дуговой установки (рис. 1-20, а) со
стоит из ошиновки / в трансформаторной камере, гиб
кой кабельной гирлянды 2, трубошин 3, электрододер
жатсля 4 и электрода 5, перемещающихся вместе с ка
рсткой 6 На Печах емкостью до 10 т используют схсм\
«звезда на электродах» (рис. 1-20,6), когда вторичиьк-
обмотки печного трансформатора соединены в трсуголь
ник на выходе из камеры. Другие схемы короткой сети,
позволяющие уменьшить се реактивное сопротивление,
применяют на более мощных печах.

Автоматическое регулирование мощности дуговых
печей Для обеспечения нормальной и
высокопроизводительной работы дуговые печи оборудуются
автоматическими регуляторами мощности (ЛР), которые
осуществляют поддержание постоянства заданной мощности
электрической дуги. Работа ЛР основана на изменении
положения электродов относительно загрузки — в печах
прямого нагрева или
друг относительно
друга—в печах косвенного
нагрева, т. е. в обоих
случаях используется
регулирование длины дуги.
Исполнительными орга- замещения дуго-
нами АР чаще всего слу- рО'й'псти'
жат электродвигатели,
но некоторые печи
имеют ЛР с гидроприводом электродов.
Трехфазные печи оснащаются отдельными ЛР для каждого
электрода и одним' резервным Обязательно
предусматривается и ручное регулирование перемещения
электродов.
Удельный расход эчектроэнергни и производительность дуговой
печи зависят не только от технологических факторов, по и от того,
насколько правильно выдерживается заданный электрический режим
печи. На рис. 1-21 изображена упрощенная схема замещения для
одной фазы установки дуговой печи Здесь V[$— расчетное
вторичное фазное напряжение трансформатора, под которым понимается
фазное напряжение G)ф питающей^ сети, приведенное ко вторичной
обмотке трансформатора, т е. U'^ = UltS,;n, где п — коэффициент
трансформации для данной ступени напряжения R, и Xd —
суммарные активное и индуктивное сопротивления фазы печной установки,
приведенные ко вторичному напряжению, Яя, /д и Un — активное
сопротивление, ток и напряжение дуги
Согласно этой схеме можно записать-
^д = VuVb - Gд хэJ- 'д Яо- 0-13)
iyr напряжение практически не зави-
: длиной дуги:
= « . р/д. A-14)
подпою падения напряжения. В,
на единицу длины столба дуги, В/мм,
а — сум!
/д —длина дуги, мм
Значения аир изменяются в ходе плавки. В среднем
Р=4 в период расплавления и р=1 в период рафинирования.
Из выражений A-13) и A-14) видно, чго гок дуги завис
Фазного напряжения печи и длины дуги. При неизменном
4—612

возрастанием /д и соответственно напряжения С1Я ток /„ уменыи
сгся и, наоборот, увеличивается с уменьшением /д. С увеличени*
Uv$, при постоянном длине дуги /д ток /д становится больше Поэ!
ном) и тому же значению 1\ отвечают два разных режима:' пр
1Я<!п,паг, /д>/ят,х И ПРИ /д>/„,гаа», /Д</д.„ш*. ПоЭТОНГ^
печи, и в современных ЛР применяют регулирование по косвенному
параметру, в качестве которого берут разность сигналов, пропор-
лигоры называют дифференциальными
Режим для каждого этапа плавки выбирают так, чтобы зала-
васмос значение /„-, было меньше /д „,„*, так как при /дз>/я «.ах
печная установка работала бы с низкими значениями КПД и
коэффициента мощности При заданных значениях и'2фзи /„ 3 однознач-
напрнжепис на зажимах вторичной обмотки печного трансформатора
^'гфз=^2ф,з— /дз^, где 7J полное суммарное приведенное
сопротивление обмоток трансформатора и дроссе.-я
Следовательно, задаваемым сталеваром или оператором элект-
. /L3 и Lzi j Параметр регулирования ЛР
Л а/д.., — М/гфз-0.
при любом отклонении режима от заданного АфО, >
л1)Нми двигатель, автоматически обеспечит перемеще!
так, чтобы вновь восстановился заданный режим
ществить перем(
ОН НС'
птся)':
'греш
,увствгЛельн
УЕСПаИличие°
Требуется
1СЯЩСС ОТ В(
ости. Эта г
зоны1Онсчув
некоторое г.
юна хара
ствитслы'
1инпг.'.алы
чтобы дв
[ элсктра
iKrepii
юсти'£
:;одер;
.уется
ИфЯЖО
регуля
ль пре,
отклонениями
[тора обус.чов-
ние на двпга-
1ьности регулятора необходим
амом неблагоприятном случае (при торможении с макспмаль-
<оросги) не превышал значения 2Д/Д, где Д/я — изменение

дли."* ДУГН> соответствующее H3KeHeliniocT(o^axli^;"hl|j^'iu^r/t,|'1T[,n|0-
Йн К^'р^УлироваииПудет ^эХапс^од!^,-""^
"",• ^д/ т0 электрод пройдет зон} неч>рстшт ;ьности, а это
7mft: ictP|. е/ь уже ьолсбап-.-.ьш.:;: характер При c.-.iii::kov. >зкон
мог)! гродолжатьо1 и далее, что недопустимо. В ря;:с с-)чаев это
оистояк-." -тсо вынркдает oipamnnma ь .vaKi-H-.-a-.i-isyio скорость ne-
ршещ'чшя лл ктрс ia, что, естественно, снижает .Сыс,роде\:ствис ре-
npet^matr ±Г-Ш*;.С ™
Регулятор должен обладать достаточно высоким
быстродействием, обеспечивая ликвидацию крупных
нарушений заданного режима (таких, как к з. пли
обрывы дуги) в течение 1,5—3 с, Он должен осуществлять
автоматическое зажигание дуг печи и плавное изменение
задаваемой мощности р пределах 20—125%
номинальной, а при исчезновении питающего печь напряжения
останавливать электроды
Применяемые в настоящее время дифференциальные
регуляторы мощности ДСП с электроприводом
механизма перемещения электродов различаются в первую
очередь типом основного усилителя, питающего
двигатель постоянного тока.
На рис. 1-22 приведена принципиальная
электрическая схема регулятора типа РМД-М (регулятор
мощности дуги модернизированный). Якорь двигателя Д
перемещения электрода Э подключен к электромашинному
усилителю ЭМУ, якорь которого приводится во
вращение короткозамкнутым асинхронным двигателем. В
измерительной части ИЧ схемы сигнал, пропорциональный
току дуги, от трансформатора тока ТТ через
автотрансформатор AT и выпрямитель ВпТ поступает на плечо
R3 потенциометра сравнения R3, R4. На плечо R4 этого
Же потенциометра приходит сигнал, пропорциональный
напряжению фазы (через предохранитель Пр, -резистор
R2, трансформатор напряжения ТН и выпрямитель
ВпН). Разность этих сигналов — напряжение
управления uy=aIR — Ьи?ф — поступает на обмотку управления
электромашинного усилителя ОУ1 Параметры
измерительной части схемы подобраны так, что при нормаль-
Ном (заданном) режиме работы печи напряжение г/> =
а=0. Требуемое значение тока дуги задается
перемещением щетки автотрансформатора AT, т.е. изменением
4' 51

соотношения между значением тока дуги и напряжением
и* выходе AT причем при любом /дз напряженно
а! на плече R3 потенциометра R3, R4 будет
сохраняться одним и тем же. Также и па плечо R4
потенциометра R3, R4, независимо от выбранной ступени
напряжения всегда подается практически одно и то же по
значению напряжение благодаря шунтированию части
пезистора R2 при помощи контактов ПС переключателя
ступеней печного трансформатора. Таким образом, в
любом случае, если режим работы печи отвечает
заданному (в пределах зоны нечувствительности регулятора
по току ±А/д), напряжение па якоре ЭМУ будет
меньше напряжения трогания двигателя Д, и электрод Э
неподвижен.
После включения печного трансформатора при
поднятых электродах на плече R4 потенциометра R3, R4
появляется напряжение от выпрямителя ВпИ. Усилитель
ЭМУ возбуждается,#и двигатель Д через передаточный
механизм ПМ опускает электрод. Аналогично будут
работать и регуляторы двух других фаз печи.
При соприкосновении электрода с шихтой (если к
шихте подошел только один этот электрод) напряжение
выпрямителя ВпИ, а следовательно, и на обмотке ОУ1,
становится равным нулю, ЭДС ЭМУ спадает, и двигатель
быстро затормаживается. Когда с шихтой соприкоснется
другой электрод, на обмотку ОУ1 с плеча R3
потенциометра R3, R4 подается максимальное напряжение
выпрямителя ВпТ, обусловленное током к.з. двух фаз.
Усилитель ЭМУ возбуждается с противоположной
полярностью напряжения на якоре, и начинается разюн
двигателя Д на подъем электрода
После зажигания д^ги по мере подъема электрода
уменьшаются ток в цепи трансформатора тока ТТ и
напряжение выпрямителя ВпТ, а напряжение
выпрямителя ВпИ возрастает. Поэтому напряжение па обмотке
ОУ] уменьшается, угловая скорость двигателя Д
снижается и процесс подъема электрода замедляется.
Когда* ток дуги станет близким к заданному значению на
верхней границе зоны нечувствительности (т.е. при /д=
==/я.з + А/д), двигатель останавливается.
Таким образом, с момента первого зажигания дуги
Начинаются автоматические действия регулятора,
обеспечивающие поддержание заданного режима работы
Печи. В частности, при иодплавленин шихты увеличп-
53

вается длина дуги, вследствие чего уменьшается ток и
возрастает напряжение дуги. В результате на обмотку
ОУ1 подается напряжение такой полярности, что
электрод будет опускаться, пока не восстановится заданный
режим Если произошло увеличение тока дуги, то
двигатель поднимает электрод и т.д. При обрыве дуги или
к. з работа регулятора протекает аналогично описанной
выше.
В схеме па рис. 1-22 предусмотрены также
дополнительные узлы, способствующие улучшению качества
работы регулятора. Обмотка управления ОУ2 ЭМУ
используется как обмотка жесткой отрицательной обратной
связи по напряжению ЭМУ. Ее магнитодвижущая сила
(МДС) * всегда направлена навстречу МДС основной
обмотки ОУ1. Обмотка ОУ2 выполняет две функции:
ослабляет влияние остаточного намагничивания ЭМУ,
которое весьма велико в таких усилителях, и
обеспечивает форсировку (убыстрение) переходных процессов
нарастания и спадания напряжения ЭМУ, что
способствует сокращению времени разгона и торможения
двигателя Д. Интенсивность действия обратной связи можно
регулировать резисторами R8 и R9. Кроме того, при
помощи диода ДЗ осуществляется усиление действия
обмотки ОУ2 при опускании электрода с тем, чтобы
снизить скорость перемещения электрода по сравнению
с подъемом. Диоды Д1 п Д2 уменьшают коэффициент
усиления регулятора при больших значениях
напряжения iiy (в частности, при к.з и обрыве дуги), что
облегчает получение апериодического или близкого к нему
процесса регулирования
В схеме используется такжр стабилизирующий
- - ~ -~ - Обмотки 3
отринч-
В схеме используется такжр стабилизир
трансформатор ТрС с четырьмя обмотками. Обм
и 4 этого трансформатора реализуют шбкую о
б ЭМУ
и 4 этого трансформатора реализуют шбкую
отрицательную обратную связь но напряжению ЭМУ, что
способствует успокоению колебаний в процессе
регулирования Обмотки / и 2 трансформатора ТрС
служак для введения в сигнал управления Uy
составляющей, пропорциональной скорости изменения тока
дуги dijjdt. Это форсирует нарастание напряжения
ЭМУ в начале регулирования и ускоряет его
затухание в конце.
При исчезновении питающего печь напряжения
сигнал «у становится равным hjjiio, и двигатель
немедленно останавливается
ал «у стт р
но останавливается.

Переход с автоматпчес о о рег)лпров них па р>ч-
иое \пр«вл шю ' ре 1ещенпе .леьт, o:i: i i ■;.• . суще-
ствчястся при по i шп uj4 у-пвсрса>пыч i-ep, к. юча-
телей. не показ пн. ч в схем, на ...с I 22 Пс, выиi из
них шунтпру т вторичп.М" цепь трапефе , ■ атор. ТТ и
отключав трапо'ор-а,.: /Я, а второй . тк .-чает об-
motkv ОУ1 от noTvHiiiit ■ (тр. R3, R4 и присоединяет ее
к постороннем} ис-101 ку п t::i:i:h с toi или иной
полярностью, cot п'( тст1 уюЩ1 i; дви/Kei п-о i гт, i а вш.рх
или вниз. Для остановш эле: 1род. это! i с i кл! )чатель
устанавливается в пептра i пое полож( шк
Автоматические регу>тор> типа РА1Д \\ имеют
исполнительные двигатели мощностью от 1,9 до 14 кВт
Такими регуляторами оснащено большинство
действующих установок дуговых печен емкостью до 5 т Однако
они недостаточно надежны и не обеспечивают \стончи-
вой работы при скорости перемещения электродов па
подъем большей 1,5 м/мип, что в современных условиях
уже недостаточно с точки зрения быстродействия
Поэтому при модернизации установок печен малой
емкости (до 5т) рекомендуется заменять |ег\литоры
типа РМД-М па регуляторы с мапштпыми усилителями
типа АРДМ-М-2,2 (автоматический регулятор дуги,
механическая передача, магнитный усилитель, мощность
двигателя 2,2 кВт). Этот регулятор [31] отличается от
регулятора типа РДМ-М главным образом тем, что
вместо ЭМУ используется реверсивный силовой
магнитный усилитель с выходом па постоянном токе и, кроме
того, п схему введен промежуточный магнитный
усилитель, который сложит для усиления сигнала от
измерительной части регулятора Регулятор типа ЛРДМ-М
обеспечивав максимальную скорость электрода
2,5 м/мип при подъеме При спуске электрода
максимальная скорость уменьшается в 2 раза
В настоящее время все новые установки ДСП
емкостью не менее 1,5 т оснащаются наиболее
совершенными автоматическими регуляторами мощности па
тиристорах типа АРДМТ (автоматический регулятор
дуги, механическая передача, тиристорный) с малоипер-
Шюнпымп двигателями перемещения электродов типа
ПБСТ или ПГТ мощностью от 1 до 11 кВт
На рис 1-23 приведен? \прошс1:иая прш.мпиг.кь.гя э ciupnwe-
сКая схема рсплятора тика ЛРДМГ В это-.' pi гулят- р( якорь дви-
Гэтеля Д по1\'чает питание от росерспвиою тиристор ого ррсобразо-
55

н
РУ1 и РУ2 Управление тиристорами-совместное. Оно
тся при помощи двух блоков нмпульсно фазового упраь
УС и БИФУП, на входы которых постхпаюг сигналы от
Бу в зависимости ог знака результирующею
входе £У фаза отпирающих тиристоры импульсов, фор-
БИФУС * БИФУП. соответствует выпрямительному
реГПС пли 77/// Второй комплект при
мноуемы в БИФУС * БИФУП. соответствует выпрямительно
жиму одного нз комплектов ГПС пли 77///. Второй комплект пр
этом может функционировать только- в инверторном режиме. Пр
КбГЛС выпрямителем двшатель Д осуществл
може фур
КботеГЛС выпрямителем двшатель Д осуществляет спуск,
работе ТПП выпрямителем -подьем электрода Измерит
цягть схемы в принципе подобна рассмотренным ранее Разность
сигналов aU—bUz*. с плеч потенциометра R3, R4 поступает на вход
БУ При заданном режиме а1я,я-Ьи2ф,=0 Напряжение на входе
БУ также равно нулю Тиристоры комплектов ТПП и ТИС заперты,
двигатель неподвижен. Если ток дуги станет больше заданного, го
на входе БУ между точками / и 2 появится напряжение,
полярность которого отмечена на схеме (без скобок). В результате
комплект тиристоров ТПП будет переведен в выпрямительный режим,
что вызовет пуск двигателя Д в направлении перемещения
электрода вверх. После восстановления электрическою режима печи
двигатель остановится. Прн уменьшении тока дуги по сравнению с
заданным напряжение между точками 1 и 2 изменит полярность,
произойдет перевод в выпрямительный режим комплекта
тиристоров ТПС, что обеспечит опускание электрода
В схеме использована жесткая отрицательная обратная связь
по напряжению якоря двигателя Д Сигнал обратной связи
снимается с потенциометра R7, сглаживается конденсатором С и далее
с потенциометра RS подается на вход БУ встречно сигналу
рассогласования. Эта связь улучшает работу регулятора прн колебаниях
напряжения сети 380 В н других возмущениях Прн подъеме
электрода в случаях больших нарушений режима печи (например, при
к.з. электрода) сигнал обратной связи ограничивается
стабилитроном Ст, что ограничивает максимальную скорость подъема
величиной 5 м/мнн Опускание электрода происходит при скорости не
менее 2 м/мин.
Узел схемы, состоящий нз потенциометра R5, R6 и диодов Д1"
н Д'2, выполняет функции заяания ширимы зоны
нечувствительности регулятора. Сигнал рассогласования проходит па вход ЬУ
только после того, как его значение превысит падение напряжения ог
постороннего источника на соответствующем плече потенциометра
R5, R6: на плече R5 при ala>bb?li> или плече R6 прн <:Г.<Ы12ф.
п1Упо/'СЧу1!СТ1!ИГСЛЫЮСТ" 'ЛОЖ1Ю регулировать в пределах от 3
ДО 10%.
Для ограничения толчков тока якоря двигателя в допустимых
5>еделах служит блок токоо|рнничсния 67 0 с датчиком тока ДТ
Сигнал от блока БТО подается па вход блока БУ. Полярность это-
fo сигнала такая, что при возрастании тока якоря выше
установленного заранее значения выпрямленное напряжение комп.лкта тнри-
*ТОров, работающего выпрямителем, уменьшается, а комплекта ги-
в, работающего инвертором, увеличивается Инвс-рторнын
При его остановке или реверсе. Работавшим до начата торможс-

1-4 ИНДУКЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЕ УСТ^НОСКИ
Iin,i\Ki:iioi!i.i,c Э1У нк:;AЧ,.ю| к себя п^.-'вильпьк
(; 1ц)
ГЫСЯЧН I
Кто in
.чот
чПЛС
IJJ
ср
iej
IPJMI!
с/и
■ч)
1ИН
:>е i
I) ПС:.-:
@,Г,
14.410.1
I
\ < I
0 к
■'!'
I и)
ни i
Ml, 1
и в:
ыц
1ЧС I
10 1
!П01
<01;
II.IX
(с
I1J
0
и
сиособстуютсс пс лучению одпсрс;ич1о го tocr.-.uj лк-
та ••!«■ и с re- р.чш-слчфг.-ы- им'с, ;мурм м i-ccmj t.f/i.e.Mj,
а также ?:a."i,-ii угар металла (и пссксл! ко раз меньше,
чем н д\юш,1х печах). Эт с|>акторы oGjc.-ohi'.tii шире-
кое применение ппд\кци01ч ы\ плавнлып,1х печен при
гр пзнс:;хтве флеоппою литья m черных и цветных
металлов РаГючие те-псрат>ры печей: для стали 16OO'J(,
«ijryna 1200 1400е С, меди 1200 С и алюминия 750° С.
Индукционные плавильные печи можно разделить n.i
Кспальпые печи промышленном частоты н тигельные нс-
чи промышленной, средне» и высокон частоты.
Особенности конструкции нндукц! онной детальней
тчи (печи со еталыплм сердечником) иллюстрируй
рис. 1 24,и. Здесь схематически изображена одиоф...(-
Vc« печь Она иредставляс i собой ф\теронапп>ю вапп\
.У, <аклк>чеип>ю в метяллнчеекпи кожух 2 и спабжепп\п
в лашк)'1 сл\чае одной о^поф.-'-чтор- 11пл>кцпопгон с;м
[чщей. Последняя состоит m индуктор;1 8, шихтованною
■■:а11ппоп[1овода в (сердечника) из трансформатор!» и
стали и подового камня 7 с охватывающими ипдукк р
плавильными каналами 4. Камень 7 заключен в ми а -
лпческий кожух. Индукционные единицы часто дел а к i
отъемным!), чтобы можно было их замепяп, без
охлаждения футеровки ванны
Для слива металла / через сливной носок 9 печь и. -
клонястся обычно при помощи гидропривода (в пеке -
горых печах ванна и кожух выполнены в виде барабан,
по типу д\мвон печи косвенною iiaipeBa, а слив ми а."
.•'л nj)oii3Ho;;i гс >' через отверстие п гори вой стенке не;1!
при поворот барабана с помощью электронрнвоча).
58

TpoSS! «Гп^и помощи п,лро- шш ,лектро„р„.
Индуктор печи изготовляют из профилированной
Медной трубки с водяным охлаждением Подовый
камень охлаждается воздухом при помощи вентилятора 5
через зазор между индуктором и подовым камнем Ток
К Индуктору подводится по гибким кабелям.
Замкнутый контур — вторичную «обмотку» трапс-
Ф°РМатора, первичной обмоткой которого является i'ii

дуктор, образует, жидкий металл в каналах. Поэтому
необходимо, чтобы в них всегда оставалось некоторое
количество металла, поддерживаемого в расплавленном
состоянии, для чего печь должна быть постоянно
подключена к питающей сети. Следовательно, канальные
печи предназначены для непрерывной работы с
редкими переходами с одной марки металла на другую.
В св< ем большинстве канальные печн выполняются
однофазными с одной или несколькими индукционными
единицами. Отдельные конструкции имеют трехфазное
исполнение.
КанальньГе печн в основном применяют для плавки
алюминия и его сплавов, а также меди и некоторых ее
сплавов. Емкость печей от 0,4 до 16 т (печи серий ИАК
и ИЛ К). Другие серии печей специализированы как
миксеры для выдержки и перегрева жидкого чугуна,
цветных металлов и сплавов перед разливкой в
литейные формы (например, серии ИЧ1\М, ИЛКМ и др.).
Устройство индукционных тигельных печей (печей
без сердечника) показано на рис. 1-24,6 и в. Внутри
индуктора 8 помещен огнеупорный набивной тигель 3,
в котором находится расплавляемый металл /. В печах
промышленной частоты и в некоторых крупных печах
средней частоты устанавливается внешний магнн-
топровод 6, который экранирует стальной кожух печи
(не показанный на рпс>нках) от полей рассеяния
индуктора. Кожух небольших печен (до 1 т) средней
частоты изготовляют из немагнитной стали, дерева,
асбоцемента Сверху печь закрывается футерованной
крышкой
Нагрев и расплавление садкп происходят за счет
вихревых токов, наводимых в ней при подключении
индуктора к источнику питания. Плотность тока в садке
неравномерна. Наименьшая плотность тока получается в
центральной части тигля, наибольшая—в слое,
прилегающем к стенкам.
Индуктор тигельной печи представляет собой много-
витковую водоохлаждаемую катушку из медной трубки
круглого, овального или прямоугольного сечения. Токо-
провод к индуктору выполняется гибким водоохлаждае-
мым кабелем или шннопроводамп из медных или
алюминиевых полос и разъемным соединением.
Механизмы наклона печн и подъема крышки
снабжаются гпдро- или 'электроприводом. Загрузка печей
60

производится вручную (малые печи) либо при помощи
подвесной электротележки, мостового крана и т. п.
Тигельные пёчн "используют преимущественно для
плавки металлов на фасонное литье при периодическом
режиме работы, а также вне зависимости от режима
работы—для плавки некоторых сплавов, например бронз,
которые пагубно влияют на футеровку канальных печен.
На частоте 50 Гц работают печи емкостью от 0,4—
1,0 до 10 т (например, печи серий ИЧТ, ИЛТ, МАТ).
Печи серий ИСТ емкостью от 0,06 до 10 т имеют рабочие
частоты в пределах 500—2575 Гц, серии МАТ (па 0,4 и
2,5 т) — частоту 500 Гц.
Электрооборудование индукционных плавильных ус-
тяноеок. В индукционную плавильную установку входят
электропечь с ее механизмами и приводами и
комплектующее электрооборудование: печной трансформатор
или преобразовательный агрегат; вводное или
распределительное устройство на стороне ВН трансформатора
(при первичном напряжении выше 1000 В);
конденсаторные батареи; шкафы, щиты и станции управления;
токопроводы короткой сети. Комплектация
оборудования тигельных печей возможна в нескольких вариантах:
одна или две печи и один комплект
электрооборудования; три печн и два комплекта электрооборудования.
Питание индукционных печей частоты 50 Гц при
мощности печного трансформатора менее 400 кВ-А
производится от сети 380 В, при больших мощностях — от
сети 6 или 10 кВ. Поскольку естественный коэффициент
мощности таких печей весьма низок (у некоторых типов
тигельных печей не выше 0,1—0,3), обязательно
применяют устройства его компенсации (батарею
конденсаторов, включаемую параллельно индуктору).
Максимальные значения напряжения индукторов лежат в
пределах от 500 до 2000 В у тигельных и от 40 до 600 В у
канальных печей.
Печные трансформаторы. В индукционных
Установках частоты 50 Гц в качестве печных используются
главным образом специально предназначенные для этой
цели одно- и трехфазные силовые масляные
трансформаторы типов ЭОМП, ЭОМН, ЭТМП и другие (буква
О — однофазный; расшифровка остальных букв та же,
что и для трансформаторов дуговых печей — см. § 1-3).
Они имеют ступенчатое регулирование напряжения с
61

>«. rpoiicTHOM дни анциошют управления переключением
ответвлении обмотки па стороне BII: для мощное п<
'00 1000 кН-Л — при отключенном трансформаторе
(устройство ПЬН), для большеп vomi'< cti —по i п;'-
Г[)\.<ко11 (jcipoi.ciBo РПН). В качестве примеров ком-
нюктацнп кечей трансформаторами эш\ типов укажем,
л."и пси ПЧТ-1 емкостью 1 т применен т[)апсе})орматор
:-)()лШ 1 (0/10 мощностью 4000 кН-Л; для печи HJIK !,(>
ev кое II ю 1,6 т транс форматор :~ЛЛШ 1000/10
мощностью 1000 кН-Л Помимо ci ецпгыы.ых трЛпсформаю-
р в в ннл\ кцпопныч хстгчюикач грпмспяются и некою
рис Ti а ■ трансфер r'TOjion лля дуговмч пес и и печен
с i poTi.ii.-e-iiHJ. При пгтаиш печи с одпофаинлм пидук-
(.:■. от трехфаз1юю т4 рою трапсе}юрматора устанав
лпвают симметрирующее )стронство, состоящее из ре-
с ора п оатаре!. конденсаторов [31].
Для сушки печи и первой плавки необходимо
понижать мощиоегь примерно до 30% поминальной. Поэтому
почи ппо1да снабжают вспомо1ателы1ымн
трансформаторами или автотрансформаторами. Они могут пооче>-
редно подключаться то к одной, то к другой печи. Для
канальных печен такой трансформатор обеспечивает
возможность работы на холостом ходу.
Преобразователи частоты. В индукционных
установках средней частоты в качестве источников питания
индукторов применяют двигатель-генераторные
(машинные) и тирнсторпые (статические)
преобразователи частоты.
Машинные преобразователи uaciOTbi старых серии
ВПЧ, ПВ н ВГО (последний две серии уже не
выпускаются) и новых cepi'ii ОПЧ и ВЭП — основной вид
преобразователей, применяемых для питания всех тех
действующих индукционных установок, в которых
используется ток с частотой 1,0—10 кГц. Преобразователи
представляют собой агрегаты из трехфазного
асинхронного или синхронного двигателя частоты 50 Гц и
однофазного индукторного синхронного генератора средней
частоты. В таких генераторах обмотки переменного тока
н возбуждения (постоянного тока) размещены в пазах
статора. Ферромагнитный ротор имеет зубчатую форму
наружной поверхности и не несет на себе обмоток. При
вращении ротора изменяется воздушный зазор между
статором и ротором в зависимости от того, происходит
ли под соответствующим полюсом статора зубец или паз
62

ротора. Это приводит к созданию пульсирующего
магнитного потока, пересекающего витки обмотки
переменного тока, и наведению в последней ЭДС повышенной
частоты /=2ры/Bл), где zp — число зубцов ротора, ы—
его угловая скорость (рад/с).
Исполнение агрегатов ПВ и ВГО — горизонтальное,
агрегатов других серий — вертикальное. Охлаждение
агрегатов ВГО и ПВ защищенного исполнения —
воздушное, агрегатов ПВ закрытого исполнения — водяное,
агрегатов ВПЧ, ОПЧ и ВЭП — воздушно-водяное.
Агрегаты серии ВПЧ изготовляются на мощности от
12 до 100 кВт, напряжения от 200 до 800 В н рабочие
частоты в пределах 2400—8000 Гц; агрегаты серии
ОПЧ —на мощности 250—500 кВт, напряжение 800—
1600 В и частоты 1 — 10 кГц; агрегаты серии ВЭП — на
мощности G0 и 100 кВт, напряжение 800/400 В и
частоты 2,4 и 8 кГц.
Возбуждение генераторов осуществляется от элект-
ромашннных н магнитных усилителей, а также от тирн-
сторных возбудителей — управляемых выпрямителей,
встраиваемых в шкафы и станции управления печами.
Тиристорные преобразователи частоты (ТПЧ) —
новый вид источников питания средней частоты, который в
перспективе должен заменить машинные
преобразователи. В настоящее время выпускаются преобразователя
серии СЧИ на номинальные мощности 100 и 250 кВт и
номинальную частоту 3,0 кГц (с регулированием ее от
67 до 100%) и серии ТПЧ на номинальные мощности от
160 до 3200 кВт и номинальные частоты 0,5; 1,0; 2,4;
8.0 кГц (с регулированием от 80 до 100%).
Номинальное напряжение преобразователей в основном равно

пределах or 50—70 до ПО-
ернй СЧП и
800 В и регулируется
125%
Тирпсгорпые преобразователи часгог
ТПЧ построены по схемам с промежуточ
сгояиною юка. Па рис. 1-25 приведена с\е\
цепи такого преобразователя. Звено постоя!
-били юкв представляет
Шш:]®
>©
иый тнрпсторн
выпрямитель Вп,
собранный по трехфазной
мостовой схеме. Выпрямлен
ный ток сглаживается
фнЛЬТрОМ, СОСТОЯЩИМ Hi
реактора Аф и конденс,!
тора Сф. Однофазный
мостовой инвертор Ин- -
i /\- с емкостной коммуташ -
-JO ТрП тн? cii- совершаемой при по-
\ ) ^ /Ov мощи конденсатора Ск и
реакте;ра L,,, преобразует
постоянный ток в
переменный ток средней
частоты, который питает па-
грузку — электропечь пн-
дукцнонпую ЭПИ и ком-
пейс пру ющне
конденсаторы Сц.
Коиструмпнно тнри
^ Ij I сториые преобразова ie-
''I ли частоты выполняются
В ВНДе K|)JH ИО6ЛОЧИО10
комплектного устройа -
ва, собранного из
шкафов двустороннего обслу
жпваиия.
Конденсаторы. В пн-
КЫШ.ПСШ он частоты дукцнонных ЭТУ
промышленной частоты, как правило, пепользуюто
конденсаторы общего назначения КМ, КС и другие,
кроме установок с рабочими напряжениями выше 1000 В,
для которых выпускаются специальные конденсаторы
типа К( Э и КСЭК. Конденсаторы должны иметь встро
енные внутрь их корпуса плавкие предохранители и
разрядные речнегоры.
61
1-26
ЭПИ
шношюм 1

В индукционных ЭТУ средней частоты применяются
конденсаторы с рабочей частотой 0.8-2,0 кГц старых
серий ЭМ ЭМВ, ЭС и друшх, которые рекомендуется
заменять на конденсаторы попон серии ЭСВ
Электрические схемы питания индукционных
плавильных установок. Типовая принципиальная
электрическая схема силовой части установки индукционной
индукционной печи повы-
тигельной печи промышленной частоты приведена па
рис. 1-26. Напряжение на печь ЭПИ подается после
включения выключателя В. На стороне ВН печного
трансформатора ТрП через трансформаторы
напряжения ТН1 и тока ТТ1, ТТ2 присоединены измерительные
приборы — вольтметр VI, амперметр Л/, ваттметр W и
счетчик Wh активной энергии, потребляемой печыо, и
аппараты релейной защиты Параллельно индуктору
печи подключена компенсирующая конденсаторная
батарея, которая состоит из постоянной присоединенной
секции С и секции С/ — CN, управляемых контакторами
К1 — Д'Л', где Л' — число секций. На стороне низшего
Напряжения (НН) печной установки от
трансформаторов напряжения ТН2 и тока ТТЗ получают питание
вольтметр V2 и амперметр А2, а также автоматический
регулятор режима печи АР.
Эта же схема справедлива и для установки
канальной печи с той лишь разницей, что будут отсутствовать

регулятор режима АР и контакторы К1 — /(Л/, поскочь-
ку характерное для канальных печен постоянство
режима в процессе работы исключает необходимость
подстройки конденсаторной батареи.
На рис. 1-27 изображена типичная схема силовом
цепи установки с питанием двух индукционных
тигельных печей средней частоты от одного преобразователя,
в данном случае от генератора Г с приводным
двигателем Д, который включается контактором КД- Обмотка
возбуждения ОВГ генератора получает питание от
усилителя У (электромашинного, магнитного или тнристор-
ного). Контакторы КЛ1 и КЛ2 служат для
поочередного ^присоединения печей № 1 и 2 к генератору К
трансформаторам ТН и ТТ подключены аппаратура
измерения и регулятор АР.
Индукционные нагревательные установки. В такой
установке индуктором создается электромагнитное
поле; оно наводит в металлической детали вихревые токи,
наибольшая плотность которых приходится на
поверхностный слой детали, где и выделяется наибольшее
количество тепла. Это тепло пропорционально мощности,
подведенной к индуктору, и зависит от времени нагрева
и частоты тока индуктора. Путем соответствующего
выбора мощности, частоты и времени действия нагрев
может быть произведен в поверхностном слое разной
толщины либо по всему сечению детали.
Индукционные нагревательные установки по
способу загрузки и характеру работы бывают периодического
и непрерывного действия. Последние могут встраиваться
в поточные и автоматические технологические липни
Индукционный нагрев наиболее широко применяется
для поверхностной закалки и для сквозного нагрева по i
горячую деформацию. По сравнению с нагревом в
печах сопротивления он позволяет повысить скорость
обработки для разнообразного сортамента деталей и
улучшить ее качество, легче поддается автоматизации, даст
возможность нагрева отдельных участков детали, тре
бует меньших площадей под рабочие агрегаты.
Поверхностная индукционная закалка, в частности, заменяет
такие дорогостоящие операции поверхностного упрочно-
ння, как цементация, азотирование и др
Закалочные установки. Различают три вида поверх
ностной закалки. При одновременной закалке вся зака
лнваемая поверхность одновременно нагревается, после
66

чего одновременно охлаждается (нагрев шеек,
фланцев втулок и пр.). Одновременно-поочередная закалка
характерна тем, что отдельные участки детали
подвергаются закалке поочередно.
Непрерывно-последовательная закалка используется при большой протяженности
закаливаемой поверхности и производится при
непрерывном движении детали относительно индуктора.
Охлаждение нагретой поверхности следует за нагревом.
Охладитель и индуктор в последнем случае могут быть
как совмещенными, так и раздельными.
Глубина закаленного слоя Д/ зависит от частоты /
следующим образом:
д< мм 3,5-20 1,1-7 0,5-3,5 0,15-1,0
f/Га '. ЮОО 8000 70000 500 000
В зависимости от вида поверхностной закалки и
конфигурации деталей используют различные конструкции
закалочных индукторов. На рис. 1-28, а показан
индуктор для одновременной закалки наружных
цилиндрических поверхностей. Индуктор состоит из
индуктирующего провода /, который создает переменное магнитное
поле, токоподводящих шин 2, контактных колодок 3 для

соединения индуктора с источником питания, трубок .
для подачи и отвода воды.
Для закалки плоских поверхностей применяют одщ
и многовнтковые индукторы. На рис. 1-28,6 показ,и
одновнтковыи индуктор для закалки непрерывно-посл»
довательным методом, на рис. 1-28,в—многовптковы;
индуктор для закалки одновременным методом.
Источниками питания закалочных, индукторов
средней частоты служат рассмотренные выше электромашин
ные и тнрнсторные преобразователи, обеспечивают^
рабочие частоты до 8 кГц
На рис 1-29 приведена схема питания инд^кционио.
закалочной установки средней частоты с применение •■
двигатель-генераторного преобразователя. Структура с
ловом части отличается здесь от схемы на рис. 1-27 i >
которыми элементами. Напряжение на индукторе И < -
калочиоп установки, как правило, невелико A5—120 В)
поэтому для согласования с напряжением геиерато|

«HHVKTop включается через понизительный траисформа-
оо ТрЗ («закалочный»), специально сконструированный
ппя работы на средней частоте. Контактор КН
используется только для отключения генератора при
мелких ремонтах или наладке схемы. Оперативное
включение и отключение нагрева производится после нажатия
на кнопку КнВ или КнО путем подачи пли
соответственно снятия возб>ждения генератора, для чего служит
реле РВГ. Контакт реле введен в цепь обмотки
возбуждения ОВГ генератора.
Для предотвращения аварийных перенапряжений на
«чистой» емкости при обрыве цепи индуктора якорь
генератора закорачивается безынерционным пробивным
разрядником Рк. В цепь разрядника включен
трансформатор тока ТТ2; ко вторичной обмотке его через
выпрямитель подключено максимальное токовое реле РМ2,
контакт которого отключает реле РВГ. Если по какой-то
другой причине напряжение генератора чрезмерно
повысится, то сработает подключенное через выпрямитель
к трансформатору напряжения ТН реле напряжения
РН, которое своим контактом отключит реле РВГ.
Реле РН настраивается на срабатывание при напряжении
генератора, меньшем напряжения пробоя разрядника.
Максимальные токовые реле РМЗ и РМ1 (последнее
подключено к трансформатору тока ТТ1 через
выпрямитель) осуществляют защиту от токов к. з.
соответственно цепи обмотки ОВГ и силовой цепи установки.
Разрядный резистор Rp обеспечивает защиту
обмотки ОВГ от перенапряжений при размыкании контак-
Электрический режим работы установки
контролируется при помощи измерительных приборов Al, А2, V,
У и ф. Для регулирования напряжения генератора
служит реостат Р,в.
При высокой производительности и специализации на
одной детали закалочная установка приобретает вид
станка. Такой станок обеспечивает закрепление
закаливаемой детали, ее перемещение в процессе закалки, по-
Дачу закалочной среды на деталь, охлаждение детали.
Все электрооборудование устанавливается в
комплектных устройствах — шкафах управления.
Индукционные закалочные сГанкн типа ИЗУ имеют
"?„Средней частоте мощность 150—300 кВт, типов И31 и
V162 ~ от 30 до 200 кВт. Частота тока 2,5 и 8 кГц.

В высокочастотных закалочных установках в
качестве источника применяется ламповый генератор,
принципиальная схема которого изображена на рис. 1-30
Основные элементы генератора: трехфазный
повышающий аноднын трансформатор /, выпрямительный мост 2
на тиратронах (или на высоковольтных кремниевых
вентилях) со сглаживающим дросселем Др и напряжением
постоянного тока на выходе моста до 10—15 кВ,
генераторный блок 3 с трехэлектродной лампой Л Г,
преобразующий энергию постоянного тока в энергию
высокочастотных электрических колебаний, колебательный
контур 4, состоящий из конденсаторной батареи Скивот
душного трансформатора LK, во вторичную цепь
которого включен индуктор И. Генератор собран по схеме
с самовозбуждением Для получения незатухающих ьо-
лебйннй па сетку лампы подается напряжение,
находящееся в противофазе с ее анодным напряжением, дли
чего применена индуктивная обратная связь от
колебательного контура
Закалочные установки с ламповыми генераторами
изготовляются на частоты 66 или 440 кГц при мощпосм1
на выходе от 25 до 250 кВт. Например, установка тип,'
ЛЗ-107В на лампе ГУ-23А имеет мощность 100 кВт
при частоте 66 кГц.
Установки индукционного сквозного нагрева
работают как на частоте 50 Гц, так и на средней частоте (от
1 до 10 кГц). В крупносерийном производстве
применяют установки непрерывного действия, при
мелкосерийном производстве — установки периодического ден-

ия частота тока f, используемая, например, при
гкпозном нагреве стальных заготовок диаметром
///или толщиной а): при rf=15±70 мм /=8 кГц;
при 5=704-250 мм /=500 Гц; при rf>250 мм /=50 Гц.
Основным элементом индукционного
нагревательного блока служит многовнтковын индуктор. Он
представляет собой катушку из медной водоохлаждаемой
©®@х
Рис. 1-31. Электрически
иой установки промышленной
трубки, зажатую по всей длине между двумя
деревянными брусками и с торцов стянутую асбоцементными
плитами. Витки катушки изолированы Внутри катушки
вставлены гильзы из миканита (для электрической
изоляции), гильза из асбестового картона и шамотные
кольца (для тепловой изоляции). Заготовки
продвигаются через индуктор по трубчатым направляющим из
жаропрочной немагнитной стали, охлаждаемым водой с
внутренней стороны.
Установки частоты 50 Гц мощностью до 3000 кВт
питаются обычно от трансформаторов общего
назначения со вторичным напряжением 380 В, т. е. от цеховой
сети. Типовая силовая схема такой установки
приведена на рис. 1-31. Вольтодобавочный трансформатор
ТрВД позволяет регулировать мощность индуктора И.
Первичные обмотки ТрВД, переключаемые
контакторами КЛ1—КЛ4, наводят во вторичной обмотке,
включенной в контур индуктора, напряжение, которое
суммируется или вычитается из напряжения сети.
Установки средней частоты получают питание от
машинных или тиристорных преобразователей частоты.
71

Различают индивидуальное и централизованное питан;
установок для сквозного нагрева. При индивидуально
питании каждая установка имеет свой автономный пр<
образователь частоты. При таком способе питания в j
тановках периодического действия преобразоватс.
недоиспользуется по мощности и во времени. При цен
рализованпом питании нескольких нагревательных >
л 6 7 Вид А
Рис. 1-32. Общин 1
ройств от нескольких параллельно соединенных
преобразователей использование последних улучшается, i и
регулирование режима нагрева на отдельном нагрен.
тельном устройстве невозможно
Мощность )становок по средней частоте, например с
так называемым кузнечным нагревателем, лежит в npi-
делах от 150 до 1500 кВт (установки типа КИН)
Электрическая схема силовой части при индивидуал!
ном питании аналогична схеме па рис. 1-29.
Установка с кузнечным нагревателем (рис. 1-32)
комплектуется оборудованием, выполненным в виде упи
фицированных блоков нагревательного блока 7 с hi
дуктором / и механизмом разгрузки; блока подачи з.
готовок 3 с механизмом загрузки, толкателем и его при
водом-, трансформаторного шкафа 5; шкафа управлен:»'
4; блока конденсаторной батареи 6. Блоки установленi
i а раме 2.
и'ниомис при этом способы и сре.хтса зависят от особенное!i i'
рабочего процесса установки
72

Так. для установок канальных плави
'магическое регулирование.не требу
печей частоты 50 Гц
ру Поскольку каналы
металлом с практически постоя..-
а«ения сети а коэффициент мощности установки во времени не
Кяется^Процессы в печи протекают медленно, и главное
требование пон поддержании режима сводится к предотвращению чрез-
метюго перегрева расплава. Это может быть достигнуто путем из-
Рис. 1-33. Схема автоматического управ.
мом индукционной печи.
я электршеским реж
менения электрической мощности печи при" ручном управлении в
зависимости от температуры расплава, измеряемой периодически.
Напротив, в тигельных плавильных печах электрический режим
существенно зависит от процессов в тигле, поскольку электрические
. иараметри (индуктивное и активное сопротивления) системы
индуктор—садка изменяются по ходу нагрева Это вызывает
необходимость постоянной корректировки режима путем изменения
напряжения питания и емкости конденсаторной батареи, что наилучшим
образом достигается только средствами автоматического регулнро- -
вания. Укажем также на специфическую особенность тигельных
печей—возможность возникновения аварийного режима из-за
проедания тигля жидким металлом. Поэтому современные тигельные печи
оснащаются устройствами, сигнализирующими о проникновении
расплава в материал тигля
Нагревательные индукционные установки в общем случае
также требуют регулирования напряжения питания в емкости
конденсаторной батареи
На рис. 1-33 представлена схема, иллюстрирующая принципы
Построения систем автоматического регулирования электрического
режима индукционных установок В основу схемы положена
структура системы управления режимом индукционной плавилы-юй печи
Регулятора коэффициента мощности РКМ, автоматического регуля-
73

тора возбуждения генератора РВГ и блока автоматического
переключения числа витков индуктора БПИ.
Регулятор РКМ, контролируя фазовый сдвиг между
напряжением и током генератора, осуществляет поддержание заданного
значения коэффициента мощности установки (обычно близкого к еди-
ннге) с точностью ±37о- Это достигается путем автоматического
переключения конденсаторов С/ — CN при помощи контакторов
KM1—KMN, где /V —число ступеней. Переключение ступеней
производится при снятом возбуждении генератора.
/
А
Ir
—*■ Рис 1 34 Тиристорныи
к ТТ ет™ш«.^яЖ «1а.
Рис 1 34 Тчристорнын
регулятор возбуж]
б-характеристики.
Регулятор РВГ поддерживает с точностью ±2% заданные
значения напряжения генератора Цг а при RJRbou&sI и тока
генератора /г.з при #э/#япм<1. Здесь Ra — эквивалентное активное
сопротивление нагрузки, т е. контура индуктор—конденсаторы, Яноы —
номинальное активное сопротивление нагрузки данного генератора,
при котором он может отдать максимальную мощность в области
значении Ur и /г, ограниченной еадапными (предельно допустимы-
На рис. 1-34,а приведена упрощенная принципиальная
электрическая схема современного тирнсторного регулятора возбуждения
генератора. Выпрямительная часть регулятора — тиристорныи пре-
Т/7 — собрана по простейшей полууправляемой одно-
эвой схеме с двумя тиристорами и двумя диодами, а
гирующим нагрузку — обмотку
возбуждения генератора ОВГ. Блс
сторами БИФУ выполнен и
ля типа ТУМ-А. Усилитель
ьсно-фазс
гандар
э упрае
о yciu
|еет задающую обмотку 03, в которую
подается сигнал задания с потенциометра Ra. и обмотку ООС
отрицательных обратных связей по напряжению 0г и току /г генератора.
Сигналы обратных связей поступают в обмотку ООС от
трансформаторов ТН и ТТ (см. рис 1-33) через выпрямители Bnl и Вп2,
пключениые параллельно. Сопротивление резистора R иа входе Bni
74

««пяется так чтобы при Ш!т = tVa/Л 3 = /?яом напряжения на
подбирается id v Dn2 Ыт _ >
!?/?° напряжение на вы.холе С«2 больше, чем на выходе Вл/. и
Г?г«лятор осуществляет стабилизацию напряжения генератора. При
& <Л™» напряжение на выходе В/7/ больше, чем на выходе Вл2,
ив этом случае регулятор стабилизирует ток генератора путем
снижения напряжения. Внешняя характеристика генератора Ur = /(/г)
пои работе с регулятором имеет вид, показанный на рис. 1-34, б
(Штриховые линии) Практически она представляется отрезками
горизонтальной и вертикальной сплошных линий. При уменьшении
потенциометром /?а сигнала задания характеристика UT = /(/г) емс
щается ближе к началу координат. Увеличение сигнала задания
приводит к перемещению характеристики 1/г = /(/г) в
противоположном направлении вплоть до характеристики, отвечающей
номинальным значениям напряжения 1/г.пом и тока /г „о» генератора
Очевидно, что чем ближе будет значение /?8 к /?Яом, тем
меньше отклонения VT и /г и мощности печи Р от заданных значении
IVз, /г,з и Рз. Такое согласование осуществляется дополнительным
блоком БПИ (см. рис. 1-33). Индуктор печи выполняется по
автотрансформаторной схеме с отпайками. Чаще всего используется одна
отпайка, как показано на схеме, т е включается либо полный
индуктор И (замкнут контакт KI. контакт К2 разомкнут), либо отпайка
(замкнут К2, разомкнут Ю).
и току генератора, т. е. вводится фактическая величина R* При
поплавки, в зависимости m чего включается один из контакторов
К1 илн К2. Обычно в начале плавки /?э<Лном и R» постепенно
возрастает. При этом включен контактор К1, т.е. полный индуктор
После того как #а превысит RMH на заранее заданную величину,
контактор К1 отключится, а контактор К2 включится Теперь к
генератору присоединена отпайка индуктора Поэтому уменьшится
коэффициент трансформации последнего, а значит, снизится
эквивалентное сопротивление контура индуктор — конденсаторы с учетом
вторичной цепи (в металле садки). Новое значение Rb будет не-
сколько Mci
а затем но
оно станет
ОТКЛЮЧИТСЯ
Таким обр;
рование наг
На ош
мытленное
ньше /?пом
мере расп.
меньше/?^
контактор
азом, блок
-рузки.
1санном npi
гыо станши
Далее
павлеш
и (ТОЖ
К2, в
БПИ
инцнпе
1ШДА
по ходу п.
1я садки —
с на onpeflej
осуществляв
построены i
.-4200
пав,<и R3
будет возраст;
снижаться После того i
lennyio з;
1ИТСЯ КС
:т двухт
серийно
Зптакто° BK/II4i"i
озицнонпос регу
выпускаемые п
ipo-
Для индукционных тигельных печей частоты 50 Гц npi...
ся различные во составу устройства автоматического
регулирования, например только с регулятором коэффициента мощности (Ре"
гулятор типа APIIK) без переключения ступеней напряжения печ-
иого трансформатора, или регулятор типа АРИР, в который входт
также блок РПН для управления автоматическим переключением
Ступеней напряжения
На базе регуляторов электрического режима могут быть построс-
Аукционных ЭТУ.

Глава вторая
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ УСТАНОВОК
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАРКИ
2-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОСВАРКЕ
\j Электросваркой называется способ получения
неразъемного соединения металлических деталей путем их
местного нагрева до жидкого или пластического
состояния с использованием для нагрева электрической
энергии. Наиболее распространенные виды электросварки —
дуговая'и контактная. ■
При дуговой электросварке соединяемые детали
обычно нагреваются вместе с присадочным материалом
при помощи электрической дуги, температура в которон
превышает 5000° С. В зоне сварки создается ванночка
расплавленного металла, которая при охлаждении
затвердевает и образует сварной шов, прочно
соединяющий свариваемые детали.
При контактной электросварке детали в месте
соединения нагревают до оплавления (иногда — до
пластического состояния) н сжимают с определенным
усилием. Нагрев осуществляется теплом, которое
выделяется в точках контактов между деталями при прохождении
через нил электрического тока. Присадочный материал
не добавляется.
\] На предприятиях электромашиностроения установки
электросварки применяют для сварки остовов
генераторов и двигателей постоянного тока, приварки к
остовам лап, изготовления сварных кожухов электрических
машин, сварки крестовин и т. д. Электросварка широко
используется при монтажных и ремонтных работах. "-""
Дуговая сварка имеет несколько разновидностей. По
особенностям использования электрической дуги
различают сварку открытой дугой, закрытой дугой под
слоем флюса, защищенной дугой в среде защитного газа.
В зависимости от степени механизации н автоматизации
процесса сварки говорят о ручной,
полуавтоматической и автоматической сварке. Наконец, сварка может
производиться на постоянном и на переменном токе
однофазной и (реже) трехфазной дугой. Сварка на
постоянном токе дороже н требует более сложного обо-

пудоваиия, но дает более высокое качество сварного
шва.
Самое широкое применение для сварки черных
металлов получила ручная электросварка открытой дугой
с плавящимся электродом (рис. 2-1,а). Дуга, получая
питание от источника 2 переменного или постоянного
тока, горит в воздухе между свариваемыми деталями 1
и электродом 3, который плавится в процессе сварки и
участвует в образовании сварного шва. Электрод из
проволоки, по химическому составу близкой к металлу
свариваемых деталей, покрыт обмазкой. Она содержит
вещества, которые образуют при расплавлении шлаки н
газы, повышающие устойчивость дуги и в известной
мере защищающие расплавленный металл от воздействия
кислорода и азота воздуха.
Ручная сварка открытой дугой с пеплавящимся
электродом (рис. 2-1,6) используется обычно при сварке
Деталей из цветных металлов и сплавогз. В этом случае
применяется источник постоянного тока. Д)га горит
Между свариваемыми деталями / и электродом 3 (уголь-

ным или графитовым) В зону сварки вводится
присадочный пруток 4.
При автоматической и полуавтоматической сварке
закрытой дугой под флюсом с плавящимся электродом
(рис. 2-1, в) дуга горнт под находящимся на
свариваемых деталях / слоем сыпучего вещества — флюса 6
Голая электродная проволока 3 автоматически подается
в зону сварки через флюс с помощью подающего меха
нпзма 5. Д>га получает питание от источника 2
переменного или постоянного тока. При сварке под флюсом в
зоне сварочной дуги под действием высокой температуры
флюс расплавляется и образует своеобразный газовыи
пузырь. Оболочка 7 последнего надежно защищает
расплавленный металл от действия кислорода и азота
воздуха. При автоматической сварке автоматизируется и
перемещение дуги вдоль свариваемых кромок; при
полуавтоматической сварке это перемещение
осуществляется вручную. Автоматическая сварка под флюсом дает
высокое качество сварного соединения; ее
производительность в 6—12 раз выше, чем ручной дуговой сварки.
Сварка защищенной дугой в среде защитного газа
характерна тем, что в зону сварки специально подают
аргон или смеси его с небольшим количеством активных
газов (аргонодуговая сварка) или углекислый, газ.
Ручная аргонодуговая сварка неплавящнмея электро
дом (рис. 2-1, г) на постоянном и переменном токе от
источника 2 применяется при изготовлении конструкций /
из нержавеющих и жаропрочных сталей, цветных
металлов и их сплавов, при сварке тонкого металла.
Вольфрамовый электрод 3 помещен в газоэлектрическую
горелку 8, к которой под давлением подводится газ нч
баллона. Вытекающая из сопла горелки струя газа 4*
защищает в зоне сварки основной металл и металл
присадочного прутка 4 от воздействия кислорода и азота
воздуха. При автоматической и полуавтоматической сварке в
среде аргона или углекислого газа используется
плавящийся электрод (рис. 2-1, д). Неизолированная
электродная проволока 3 при помощи механизма 5
непрерыв8
р р р щ рр
но подается через горелку 8 в зону сварки, которая
отделена от окружающего воздуха струей газа 9. Сварка
в среде аргона производится как на переменном, так и
на постоянном токе, сварка в среде углекислого газа
(она применяется для сталей любого состава)—па
постоянном токе. Сварка в среде углекислого газа для
78

многих видов работ экономически эффективнее других
способов сварки.
При питании сварочной дуги постоянным током
сваливаемые детали чаще всего соединяют с
положительным полюсом источника, а электрод — с его
отрицательным полюсом. Это—так называемая «прямая
полярность» сварки. В дуге в области анода выделяется
большее количество тепла, чем в области катода,
поэтому при сварке с прямой полярностью большею долю
тепла получают служащие анодом свариваемые детали,
которые обычно массивнее электрода. Но в ряде случаев
(при сварке тонких листов, некоторых цветных метач-
лов, при сварке в среде углекислого газа и др.)
применяют и «обратную полярность», когда электрод
является анодом.
Оборудование для дуговой сварки используется и
при резке и наплавке металлов, например при ручной
Дуговой резке металлическим или угольным электродом
открытой дугой, аргонодуговон резке и наплавке и т п.«
Контактная электросварка имеет следующие
разновидности: стыковая сварка, точечная и роликовая
(шовная). Сварку производят на контактных машинах
переменным однофазным током большого значения (до
тысяч и десятков тысяч ампер) при малых напряжениях
(единицы вольт) или мощными однополярнымн
Импульсами тока (только для точечной и роликовой
сварки).

При стыковой сварке (рис. 2-2, а) детали сваривают
по всей плоскости их касания. В зависимости от марки
металла, площади сечения и требовании к качеству со
единения процесс стыковой сварки осуществляют по-
разному. Для сравнительно малых сечений свариваемых
детален (до 300 мм2) применяют стыковую сварку со
прошвлеиием. Заготовки с механически обработанным,
и зачищенными торцами устанавливают в стыковую
машину и закрепляют усилием F-,. После этого их ирг
жимают одну к другой усилием осадки FbC определенно
го значения и пропускают через них ток от трансфор
матора ТрС При нагреве металла в зоне сварки дс
пластического состояния происходит осадка. Ток выклю
чают еще до окончания осадки При больших сечения^
применяют стыковую сварку оплавлением Ее
производят в три стадии предварительный подогрев,
оплавление и окончательная осадка —или только в две послед
нне стадии. Предварительный подогрев в зажима\
машины выполняют периодическим смыканием и размы
канием деталей при постоянно включенном токе. Прг
этом происходит процесс прерывистого оплавления
торцов. Затем детали непрерывно медленно сближают,
заготовки прогреваются в глубину до пластического состой
ния, а на торцах возникает тонкий слой расплавленною
металла, после чего резко увеличивают скорость
сближения, осуществляя осадку небольшим усилием Foc.
Стыковая сварка оплавлением дает более высокую проч
ность шва, не требует предварительной механическо!1
обработки, позволяет сваривать детали из разнородных
металлов.
При точечной сварке листов (рис. 2-2,6) детали
соединяют сваркой в отдельных местах, условно
называемых точками. Заготовки устанавливают между элекч
родами точечной машины и плотно сжимают усилием /•'
Включают ток, и заготовки быстро нагреваются, особей
по в месте контакта — чечевнцеобразной «точке» по
электродами, в которой металл расплавляется и обра
зуется сварная точка, диаметр которой обычно близок
к диаметру электродов После этого ток выключают и
заготовки кратковременно выдерживают между электро
да\ и под действием уенчпя F Точечная сварка
применяется для соединения не тол! ко листовых заготовок, по
и листовых заготовок со стержнями пли уголками, швел
лерамн п т п Свариваемые детали могут быть из од
80

нородных и из разнородных металлов. Толщина загото-
вок — от сотых долей миллиметра до 35 мм.
Разновидностью точечной сварки является так называемая
рельефная сварка. Она характерна тем, что па одной из
заготовок предварительно изготовляют выступы
(рельефы) круглой, продолговатой или иной формы. Сварку
осуществляют одновременно по всем рельефам или
последовательно один за другим.
Роликовая сварка (рис. 2-2, в) заключается в том,
что заготовки соединяют непрерывным прочноплотным
сварным швом, который состоит из ряда
последовательных точек, частично перекрывающих друг друга.
Заготовки устанавливают в сварочной машине между
роликами, один из которых веду щи и, или между одним
ведущим роликом и оправкой.. Па ролики действует
усилие F механизма давления, и к ним подведен ток.
Наиболее распространены два способа роликовой сварки:
1) ири непрерывном вращении роликов прерывистым
(импульсным) включением тока; 2) включение тока при
неподвижных роликах и вращение роликов при
выключенном токе (шаговая сварка).
2-2. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ
Характеристики сварочной дуги. Статические вольт-
амперные характеристики сварочной дуги, т. е.
зависимости в установившемся процессе сварки напряжения
дуги [/д от сварочного тока /св (тока дуги), показаны
на рис. 2-3 для трех различных значений длины дуги.
В области /, т. е. при малых токах (например до 100 Л
для ручной сварки открытой дугой), характеристика
дуги падающая При средних значениях тока (например
от 100 до 1000 Л для ручной сварки открытой дутой п
автоматическом сварки под флюсом тонкой проволокой)
напряжение дуги практически не зависит от тока
(область //). В этом случае
UR*=a + blR, B-1)
где а и Ь — постоянные коэффициенты; /д — длина дуги.
Значения Un обычно лежат в пределах 25—50 В для
ручной сварки открытой дутой, 30—40 В для сварки под
флюсом и 20—30 В для сварки в среде защитных
газов.
6-612 R1

При больших токах (свыше 1000 А для автомапин
ской сварки под флюсом толстой проволокой), т.е. в ск
ласти ///, дуга имеет возрастающую характеристику
Для сварки в среде защитных газов эта область ларак
терпстпки начинается при значительно' меньших токах.
UA
I I
1
л
и
j\
в
—/■
ч.
\\
ш
3 л
—^с^_|
Тсв
hB,p 1
Сварочная дуга переменного тока менее устойчива,
чем дуга постоянного тока. В каждый полуперпод
переменного тока дуга угасает и вновь зажигается
(восстанавливается). Перерывы в горении дуги будут тем
меньше, чем выше напряжение холостого хода
источника (при прочих равных условиях). Для сварки открыток
дугой напряжение зажигания U3 связано с напряжение*
дуги (Уд зависимостью
: 2,5 (Уд.
B-2'
При сварке на больших токах под флюсом U3 мало
отличается от £/д
Требования к источникам питания сварочной дуги.
Устойчивость дуги в процессе сварки зависит от
соответствия внешней характеристики источника £/„=ф(/Сп)
форме статической характеристики дуги Un=f(ICB) в
данном процессе. Внешняя характеристика И источника
(рис. 2-3) может быть круто падающей (кривая а),
полого падающей (кривая б) и жесткой (кривая е).

2-4 а) имеется общий магнитопровод 2 с тремя
обмотками: первичном /, вторичной 5 и реактивном 3. Верхняя
часть магпитопровода разъемная и имеет подвижный
магнитный шунт 4. Изменением положения шунта, т е.
велич11ны зазора в магнитопроводе, можно
регулировать вторичный (сварочный) ток. Чем больше зазор,
тем большим будет и ток. Перемещение шунта
производится электроприводом с
дистанционным управлением.
По такой схеме
изготовляются трансформаторы типов ТСД
(на 500, 1000 и 2000 А) и СТ
(на 1000 и 2000 А). Эти
трансформаторы (за исключением
ТСД-500) имеют несколько
ступеней изменения
напряжения холостого хода U20 путем
переключения отпаек
вторичной обмотки и предназначены
для автоматической сварки
ПОД флюсом. Трансформатор Рис. 2 5 Трансформатор
ТСД-500 на номинальный ток Т11Па ТД-303
500 А при ПВ„ОМ = 60% с 'к-ю™™*- *-,!Х'вТ1Из-!!™Г
L/20=80 В И Пределами регу- хош1чУкЛ>мс*апиз?°а'Оп'е|,еме1дс-
ЛИрОВанИЯ СВарОЧНОГО ТОка ОТ |^я ^-тпок^зажимакн"^'^^
200 ДО 600 А ИСПОЛЬЗуеТСЯ Так- подключения 1ш:анн> н св..роч-
же и для ручной дуговой "oft цсп"; 5~П0л03Ь11-
сварки.
В трансформаторах с подвижными катушками (рис.
2-4,6) для регулирования сварочного тока изменяют
расстояние между первичной (неподвижной) / и
вторичной обмоткой 5. Катушки вторичной обмотки скользят по
стержням магннтопровода 2 При сближении обмоток
5 и / индуктивность рассеяния уменьшается, что
приводит к увеличению сварочного тока. Катушки вторичной
обмотки перемещаются вручную при помощи
винтового механизма. На таком принципе построено болишинст-
во выпускаемых в настоящее время сварочных
трансформаторов (типов ТС на токи от 120 до 500 А, ТСКи
ТД на токи 300 и 500 А).
Трансформаторы новых типов ТД-303 (рис. 2-5) и
ТД-504 имеют переключатель диапазонов, при помо-
Щи которого катушки обеих обмоток
переключаются с параллельного соединения на последовательное;
85

это дает два диапазона изменения сварочного тока.
Например, трансформатор ТД-504 па номинальный ток
500 Л (при ПРиом = 60%) в диапазоне I позволяет при
6'2о=6О В регулировать сварочный ток от 240 до 7Ь() Л,
в диапазоне II при £/20=70 В— от 75 до 240 A. Hon и-
пальное вторичное напряжение (У2иом=30 В.
Трансформаторы типов ТС и ТСК (последние
отличаются от трансформаторов типа ТС наличием кон,нн-
саторов, включенных параллельно первичным обмоткам
для повышения costp), а также типа ТД предназначены
для ручной дуговой сварки.
В трансформаторах с магнитным шунтом (рис. 2-4, а)
изменение индуктивного сопротивления рассеяния
производится при помощи магнитногоТиунта^,
расположенного в окне магнитопровода 2 между разнесенными
катушками первичной / и вторичной 5 обмоток. При
уменьшении зазора между сердечником и шунтом
сварочный ток уменьшается. Па этом принципе устроены
трансформаторы типа СТШ на токи 250, 300 и 500 Л.
Некоторые из этих трансформаторов имеют
переключатель соединения катушек обмоток / и 5 с параллель
ного на последовательное, а также устройство,
обеспечивающее отключение трансформатора от сети через
0,5—1 с после прекращения процесса сварки.
Трансформаторы типа СТШ предназначены для ручной дуговой
сварки и автоматической сварки под флюсом.
Трансформаторы с магнитным шунтом, подмагннчн-
ваемым постоянным током (см. рис. 2-4,г), имеют в
окне магнптопровода 2 между катушками 1 и 5 шунт 4,
на котором размещена обмотка подмагничивания в.
Изменяя ток /п в этой обмотке, можно регулирован;
индуктивное сопротивление рассеяния основных
обмоток. При /„=0 это сопротивление минимально и
сварочный ток наибольший. Увеличение /п приводит к
уменьшению сварочного тока. Подобную конструкцию
имеют трансформаторы новых типов ТДФ-1001 и
ТДФ-1601 (соответственно на 1000 и 1600 А при ПВМО • —
= 100%) для автоматической сварки под флюсом.
Трансформаторы позволяют осуществить ступенчато-плавное
регулирование сварочного тока. Ступенчатое
регулирование достигается переключением катушек 5
вторичной обмотки, плавное — изменением тока /п, для чего
обмотка 6 питается от однофазного тиристорного
выпрямителя.

т-r ,п«пр пегушровапне сварочного тока производится
ПЛ ятпм R! в цепи обмотки ОВ1 По такой схеме ра-
Кют генераторы в однопостовых сварочных преобра-
пиатепях т.ша ПСО на токи от 120 до 800 А и нового
ZI ПД на 500 А, предназначенных для ручной дуговой
I автоматической сварки под флюсом. Например,
преобразователь ПСО-300 с номинальным током 300 А при
ПР (ПВ)=65% н номинальным напряжением 30 В
# позволяет регулировать сварочный ток от 75 до 300 А.
Если обмотка ОВ2 генератора имеет небольшое
число витков и включена так, что является подмагничива-
Ющей, т е. поток Ф2 направлен согласно с потоком Ф, и
компенсирует поток реакции якоря, то напряжение к-
нератора мало изменяется при изменении сварочиою
тока. Режим сварки регулируют реостатом RPL в цепи
обмотки OBI По такой схеж выполнены одиопостовые
преобразователи типа ПСГ на токи 350 и 500 А с
жесткими характеристиками, предназначенные для сварки в
защитных газах Например, пределы регулирования
напряжения и тока у преобразователя ПСГ 300 cociaivn-
ют от 15 до 35 В ч от 50 , о 350 А
У пекоюрых типов преобразователей возл.ожио тро-
Ключеиис полярности обмотки ОВ2 генератора
(например, у одноиостовою универсального нресл'разоьате.чя
ПСУ-500 па инч 500 Л) Такой преобразователь ;;;;ет
Как падающие, так и жеакпе виииигс- xi-pnKTcpi-tTiiMi,

он пригоден для ручной дуговой снаркп и для сварки и
защитных газах.
Генератор с самовозбуждением (рис. 2-7,6),
выполненный с размагничивающем обмоткой ОВ2, имеет
падающие характеристики (например, генератор одпо-
постового преобразователя ПС-1000 на 1000 А для
автоматической сварки под флюсом). Сварочный ток
регулируется реостатом Rper в цепи параллельной
обмотки возбуждения ОВ1. Пределы регулирования
тока — от 300 до 1200 А. Номинальное напряжешк.
45 В.
По схеме на рис. 2-7,6 с подмапшчивающей
обмоткой О£2.выпоняют генераторы многопостовых
преобразователей. Такой генератор имеет очень жесткую
внешнюю характеристику: его напряжение практически
не изменяется при изменении тока Так, например,
преобразователь ПСМ-1000 рассчитан на одновременное
питание девяти или шести постов с максимальным током
поста 200 или 300 А Преобразователь снабжается
комплектом из девяти или шести балластных реостатов Re
Приводной асинхронный двигатель имеет мощность
75 кВт.
В настоящее время машинные сварочные
преобразователи постоянного тока вытесняются
полупроводниковыми сварочными выпрямителями
Сварочные выпрямители весьма многообразны по
конструкциям, электрическим схемам и назначению
Можно выделить две основные разновидности
сварочных выпрямителей: с неуправляемыми вентилями и с
тиристорами. Независимо от конкретных особенностей
типов выпрямителей каждый из них имеет следующие
основные узлы- понижающий сухой трехфазный
трансформатор; выпрямительный блок; иускорегулирующую
и защитную аппаратуру; принудительную воздушную
вентиляцию (в большинстве случаев). Все выпрямители
подключаются к сети 220 или 380 В.
Сварочные выпрямители с неуправляемыми
вентилями делятся на однопостовые и многопостовые, причем
однопостовые выпрямители изготовляются с
селеновыми или кремниевыми вентилями, многопостовые — с
кремниевыми Большинство однопостовых выпрямителей
имеет крутопадающие внешние характеристики; отдель
ные типы выполнены с пологопадающнми и жесткими
характеристиками.

fiaH
(Bl
i из селеновых вентилей. Силовой трансформатор с
повышенным рассеянием ТрС выполнен с подвижными
катушками вторичных обмоток. Это позволяет плавно
регулировать
сварочный ток в общих
пределах от 35 до 330 А
при двух диапазонах
ступенчатого
регулирования. Последнее
осуществляется
переключением первичных
и вторичных обмоток
от схемы звезда
—звезда на схему
треугольник — треугольник.
Напряжение холостого
хода выпрямителя
{/,0=58—65 В,
номинальное напряжение
1Л>,шм=25 В.
Выпрямитель предназначен
для однопостовой руч-
2-8. Эле
н ВСС-3
ру
ной дуговой сварки и
имеет крутопадающую характеристику.
Аналогичные схемы, назначение и характеристики
имеют выпрямители типа ВСС на ток 120 А, типа ВКС
на токи 120 и 300 А с кремниевыми диодами, а также
нового типа ВД на 300 А. Эти выпрямители оснащены
переключателями диапазонов. Па рис. 2-9 приведены в
качестве примера внешние характеристики выпрямителя
ВД-303. Рабочее напряжение UB на зажимах
выпрямителя определяется в зависимости от тока /св
соотношением £/в=20+0,04/св.
Однопостовые сварочные 'выпрямители с пологопа-
Дающнмн и жесткими внешними характеристиками
(например, типа ВС) предназначены для сварки
плавящимся электродом в среде защитных газов, а
выпрямители на токи 500 и 1000 А —также для автоматической
сварки под флюсом. Принцип построения схемы
выпрямителя типа ВС иллюстрируется рис. 2-10 Выпрямитель
91

юстоит из силового трехфазного трансформатора ТрС
вентильного блока ВБ, собранного на селеновых bl-i:
плях Для ограничения скорости нарастания тока при
.з. электрода включен дроссель Др. Регулировапт
ьшрямлепиого напряжения осуществляется путем ст^
1епчатого переключения отпаек первичной обмотки
клждой фазы трансформатора ТрС.
3~380В
w
V
! \
50 100 ZOO 300 А
Рис. 2-10 Поясняющая электрическая схема выпрямителя типа ВС.
Многоиостовые сварочные выпрямители для ручной
дуговой сварки типов ВКСМ-1000 на 1000 А и ВДМ-1600
на 1600 А с кремниевыми вентилями имеют жесткие-
внешние характеристики. Электрическая схема силовыч
блоков выпрямителя ВК.СМ приведена на рис 2-11 Вен
тильный блок ВБ собран по так называемой кольцевс i'i
шестифазной схеме. Трансформатор ТрС имеет два т[к \
фазных комплекта вторичных обмоток. Первичные
обмотки ТрС соединены в треугольник Переключателе i
// можно переключать отпайки обмоток, что дает во<
можностЪ повышать вторичное напряжение на 5% Л-5
получения номинального выпрямленного иапряжени i
при пониженном напряжении сети. Выпрямите"!'
ВКСМ-1000 и ВДМ-1600 мало отличаются друг от др\
га. Больший ток ВДМ-1600 обусловлен параллелы:-':.'\

соединением трех вентилей в каждой фазе. Получение
падающих характеристик и регулирование тока
сварочных постов обеспечивается балластными реостатами,
поставляемыми комплектно с выпрямителем.
Сварочные тиристорныс выпрямители являются
наиболее совершенными источниками сварочного тока.
Однопостовые универсальные выпрямители типов
ВДУ-504, ВДУ-1001 и ВДУ-1601 обеспечивают
разнообразные сварочные операции. Выпрямители обладают
и крутопадающими, и жесткими характеристиками.
Общий вид сварочного выпрямителя ВДУ-504
(номинальный сварочный ток 500 А при ПВ,юм = 60%)
показан на рис. 2-12. Выпрямитель помещен в кожух и
смонтирован на тележке /. Сеть 380 В подключается к пане-
лн зажимов 10 со стороны задней решетки тележки Па
этой панели находится и фильтр для защиты от помех
радиоприему, создаваемых при сварке. Защита
выпрямителя от к. з. осуществляется автоматическим выклю-

чателсм 8 Присоединение сварочного кабеля
производится к гнездам 22 специальными разъемами В
сварочную цепь включается также дроссель 6. Первичные
обмотки трехфазного силового трансформатора 2 мол-
Рис 2-12 Сварочный
но соединять в звезду или треугольник при помощи
переключателя 9.
Силовой вентильный блок 3 состоит из шести
тиристоров, собранных по шестифазноп схеме с
уравнительным реактором 7 Для охлаждения тиристоров служит
вентилятор 5 с приводным асинхронным двигателем 4
Двигатель защищен плавкими предохранителями 20
Для оперативного включения и отключения
выпрямителя служат контакторы (магнитные пускатели) 19. На
передней стороне выпрямителя расположен блок
управления //. В нем находится аппаратура системы импуль-
сно-фааового управления тиристорами, а на лицевой па-

и блока установлены: пусковая кнопка 15, кнопка
останова 16, амперметр сварочного тока 14, вольтметр
сварочного напряжения 13, сигнальная лампа 18,
показывающая наличие напряжения на выпрямителе; пере-
13 14 15 16
ключатель внешних характеристик 12, аварийная
кнопка 17 (Стоп). Выпрямитель имеет также кнопочную
станцию 21 для дистанционного включения выпрямителя.
Электрическая схема выпрямителя ВДУ-504 в упрошенном виде
представлена на рис. 2 13, а Напряжение на схему подается после
включения автоматического выключателя ВА После нажатия па
кнопку КнП (Пуск) срабатывает контактор КЛI двигателя ДВ
вентилятора. При нормальной работе вентилятора от потока воздуха
включится ветровое реле РВ, что приведет к срабатыванию
контактора КЛ2 и включению сварочного трансформатора ТрС.
Одновременно с включением двигателя ДВ подастся напряжение на
трансформаторы управления ТрУ1 „ ТрУ2. а следовательно, на блок им-
пульсно-фазового управления БИФУ тиристорами TI—T6, блок
питания БП. блок управления БУ и в цепь питания датчика ДТ
«■варочного тока. Тем самым будет подано шестифазнос напряжение

д р
« ЙГкймыш блока СВБ, уравнительный реактор Р* и
сглаживающий реактор PC в цепн.сварочпого тока. Выпрямитель
Г0Т°СхКемабпредусматривает возможность сварочных работ с
падающими или жесткими характеристиками Выбор вида характеристик
пооизводитс* переключателем ПЬ> на два положения. П (падающие)
II Ж (жесткие). Для жестких характеристик имеется два диапазона:
У—пои £/„=50-24 В (для тока /„.««=500 А); //-при Ub=25-h
-15 В (также при /„.*».=500 А). Для диапазона / переключатель
диапазоне* ПД устанавливается в положение /, что отвечает со-
единению первичных обмоток ТрС в треугольник Положение //
переключателя соответствует диапазону //, при котором первичные
обмотки ТрС соединяются в звезду Одновременно переключаются
в звезду и первичные обмотки трансформатора ТрЪ>1 для
сохранения фазировки системы управления тиристорами. Для. падающих
характеристик используется только диапазон /.
При работе с падающими характеристиками (/7У находится в
положении //) нужный вид характеристик обеспечивается наличием
отрицательной обратной связи по сварочному току /« Датчик тока
ДТ представляет собой магнитный усилитель М& с рабочими
обмотками, питающимися от трансформатора ТрУ2, и выходом па
постоянном токе (через выпрямитель Вп и фильтр /?, С). Обмотка под-
магничивания усилителя включена в цепь сварочного тока
Напряжение обратной связи Uo,c, примерно пропорциональное
Току /и, полается в блок управления БУ. Здесь разность
напряжения задания U3.D (для падающих характеристик), снимаемого с
потенциометра /?з, и напряжения Uo,e подастси па базу транзистора Т.
Напряжение управления Uy на входе блока БИФУ (величина UT
определяет угол отпирания тиристоров, а с ним и значение
выпрямленного напряжения t/B) равно разности напряжения смещения UCcu
снимаемого с резистора R6, н напряжения UK перехода
эмиттер—коллектор транзистора /, т. е. Uy = UCH—UK. В свою очередь,
напряжение U,, есть >силеииое транзистором напряжение базы Uu =»
= V э,п—U о,с.
При малых токах /св напряжение Uo.c также мало, fessfj.n, и
транзистор практически полностью открыт (t/,<»0). Поэтому ^>яа
«I'd, что отвечает наибольшем) выпрямленному напряжению U».
По мере увеличения /Св напряжение Ua уменьшается, транзистор
постепенно закрывается, значение U,, растет, что и приводит к
уменьшению выпрямленного напряжения Uu тем сильнее, чем
больше ток /св. Изменяя U3,n, можно получить семейство падающих
характеристик Ub-I(Icb), изображенное на рис. 2-13,6.
Для получения жестких характеристик £/„ = /(/си)
переключатель ПУ ставится в положение Ж Датчик тока ДТ и транзистор Т
" отключаются На вход БИФЬ> теперь поступает только напряжение
задания для жестких характеристик UJt>K с потенциометра R3, r е.
Uy = f/а.ж, значение которого определяет положение жесткой
характеристики Семейства таких характеристик'для обоих диапазонов
1 и II показаны па рис 2-13,6
! Защита выпрямителя при к. з. осуществляется
электромагнитным расцепнтелем автоматического выключателя ВЛ Двигатель вен-
| тилятора и схема управления защищаются плавкими предохраните-
лями Пр. Для защиты выпрямителя от перегрузок применены
тепловые реле РТ. Защита тиристоров от коммутационных переиапря-
I 7—612 97

лепий обеспечивается цепочками RC (на схеме не показаны) 1|,
радиоприему Сф При нажатии на аварийную кнопку КнСА (Стог)
срабатывает независимый расцепитель РНВА, отличающий врк-ю-
чатель ВА
выпрямители ВДУ-1001 и ВДУ-1601.иа токи 1000 и
ме на рис 2 11 Обмоч....
ются Схемы управления ВДУ-
ВДУ 504 предусматривают при работе i
2-3. УСТАНОВКИ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Рассмотрим конструктивное оформление »
электрооборудование некоторых типичных установок дуговой
сварки
Ручная дуговая сварка. Электрооборудование
сварочного поста состоит iu источника тока (сварочпою
трансформатора, генератора или выпрямителя с
падающими характеристиками), осциллятора (при
необходимости), сварочных проводов и электрододержателя. 1 нб-

«ие сварочные провода марок ПРГ или ПРГН, одинар-
ie или двойные, длиной не более 30 м служат для
подла тока от источника к свариваемой детали и элек-
тпододержателю. Для присоединения провода к детали
пименяют винтовые зажимы типа струбцин, в которые
конец провода впаивают твердым припоем. Сварочный
ток /ев выбирают в зависимости от марки и диаметра
электрода da с учетом положения сварного шва в
пространстве, вида соединения, толщины и химического со*
става свариваемого металла. Ориентировочно /CB=:50da.
Полуавтоматическая сварка в углекислом газеГТле-
ма поста с полуавтоматом А-547Р для сварки тонкого
металла (толщиной до 3 мм) электродной проволокой
cda=0,8-i-l,0 мм постоянным током обратной
полярности приведена на рис. 2-14. На рабочем месте сварщика
располагается газоэлектрическая горелка / с гибким
шлангом, подающий механизм 2, щиток 4 сварщика с
пусковой кнопкой 3. Газ в горелку / поступает из
баллона 10 с жидкой углекислотой через подогреватель
газа 9, осушитель газа 8, редуктор 7 и переходный
штуцер 6 с манометром 5. На корпусе источника сварочного
тока // размещен пульт управления 12. В качестве
источника тока с жесткой характеристикой используются
генераторы типов ПСТ, ПС или ПСУ, выпрямители
типов ВДУ и ВС (на рис. 2-14 показан выпрямитель
типа ВС).
Механизм подачи электродной проволоки
конструктивно оформлен в виде чемодана, в котором находятся
основные узлы механизма: двигатель постоянного тока,
редуктор, катушка для проволоки, направляющие
ролики для подачи проволоки. Скорость подачи
регулируется двумя способами: плавно изменением частоты
вращения двигателя и ступенчато сменой подающих
роликов. Гибкий шланг присоединен к механизму
подачи через специальный токосъемник и имеет внутри
направляющий проволоку канал со стальной спиралью.
На другом конце шланга укреплена горелка.
- Принципиальная электрическая схема
полуавтомата А-547Р показана на рис. 2-15£/1вигатель Д
смешанного возбуждения (обмотки ОВГи ОВ2) и
последовательная обмотка электромагнитной муфты сцепления
аМ подключаются к источнику питания ИСТ
контактором КС. Двигатель работает с постоянно введенным
вИепь якоря резистором R. Регулирование частоты вра-

щения двигателя производится реостатом /?Р1Г н цс i Ir
параллельной обмотки возбуждения OBL Напряженно
на схему, в том числе и на подогреватель газа Л1, и .
дается выключателем В. Контроль за режимом сварки
осуществляется по вольтметру V и амперметру А,
усыновленным вместе с реостатом Rver и выключателем /j
на пульте управления.
Рис 2-15 Электрическая схема полуавтомата А-547Р.
После замыкания электродной проволоки па
изделие и нажатия на кнопку КнП включается контакте р
КС. Сварочная цепь замыкается, включаются
электродвигатель Д и электромагнитная муфта ЭМ, сцеп л>-
ющая валы двигателя и редуктора. Начинается пола1.а
электродной проволоки с постоянной скоростью в зону
дуги и устойчивый процесс сварки. При отпускании
кнопки КнП контакт КС размыкается, протекание сг<"-
рочного тока прекращается, отключаются муфта ЭМ
и двигатель ДГЦ
Применяют также полуавтоматы других типов, ni ом
числе ранцевый полуавтомат ПДГ-302 из новой
унифицированной серии ПДГ, у которого подающий механизм
расположен в ранце сварщика. Масса ранца около 5м.
Полуавтоматы серии ПДГ изготовляются с па.я-
ющим механизмом, регулируемый электропривод
постоянного тока которого выполнен по системе тирисюр-
ный преобразователь — двигатель. Подающий механизм
может быть установлен на тележке или на турели с
поворотом на 360°, что позволяет вести сварку на
расстоянии до 3 м от места расположения автомата.
100

а-темати
Оново
кая сварка под флюсом. К основному обор>дова-
втоматической сварки под слоем флюса относятся:
^тания шкаф >правления, гибкие провода, сварочные
—подвеете сварочные головки (неподвижные и само-
Рис. 2-16 Сварочный трактор.
8 для э
ь 5 Вд
движе
в зон>
родной про
шва трактор
по специ
м
тракторки через
смонтированы сварочная головка 3 с механизмом подачи
электродной проволоки, пульт управления 7, кассе а 8 для электродной
проволоки, бункер 6 для флюса и светоут г "
движется непосредственно по свариваемым
алышм легким направляющим Для контрол
ра служит светоуказатель 5 Флюс высыпает
воронку 4, внутри которой расположен nai.t ,
Для электродной проволоки Показанный на рис 2 16 свароч
трактор относится к новой уний
Для сварки постоянным и переш _.
управления 7 размещено все элсктрообору
подачи проволоки и перемещения каретки. Lr
двигателями постоянного тока с тиристорныу и транзисторным >
давлением.
Сварочные тракторы других типов выполнены примерно по той
?№ конструктивной схеме, но все оборудование для управления
приводами размещается в отдельном шкафу управления Имеются так-
"есварочиые тракторы с приводами от двух асинхронгых
двигателей и с одним двигателем на оба привода
им ™ЗТОматические сварочные головки и сварочные тракторы долж-
«*• обеспечивать устойчивый режим сварки, для чего необходимо
101
Показанный на рис 2 16 сварочный
унифицированной серии авто\-атов АДФ
еременнм током под флюсом В пульте
рудование для приводов
. Прив

равенство между скоростью подачи электродной проволоки и tW)
рос ью ее плавления Различают автоматы с постоянной скорость:
подачи проволоки (такой вариант получил наибольшее распростри
пение) и с автоматическим регулированием скорости подачи мрон<
ку для сварки под флюсом эти величины пропорциональны лр>г д| \
гу [см. формулу B l)j
При постоянной скорости подачи используется свойство caf/opc
гулнроваиня электрической дуги Например, с увеличением длины \
гн сварочпыГ1 ток уменьшается, а следовательно, уменьшается н с:
рость плавлений проволоки, что приводит к восстановлению прежг i
длины дуги Поэтому при постоянной скорости подачи целесообрг! ,.
применять источники питания с пологопадающей или даже с жесии
внешней характеристикой, это повышает интенсивность саморег>.и
рования дуги.
У варианта автоматического регулирования скорости подачи up,
система управления приводом г, ' '
скорости подачи, при которой в
пне дуги С этой целью привод подачи нужно выполнять с питание
двигателя от управляемого преобразователя (генератора, тиристорж
го преобразователя и др ) и обратной отрицательной связью по на
пряжению дуги Такая система получается, конечно, намного
сложнее системы с постоянной скоростью подачи проволоки, в которой
можно использовать асинхронный двигатель с короткоэамкнугиу
ротором и с механическим ступенчатым регулированием скорое,и
подачи для установки разных значений этой скорости.
2-4. УСТАНОВКИ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
*'Принципы контактной сварки описаны в § 2-1. Как
пример установки контактной сварки, рассмотрим ма
шину типа МШ-3201 для роликовой (шовной) сварк, .
На рис. 2-17 показан ее общий вид. Машина
предназначена для сварки изделий из стали как поперечными,
так и продольными швами (при небольшой
переналадке). Поминальная мощность машины 354кВ-А, ran,-
ние от сети 380 В, номинальный сварочный ток 32 i \
при вторичном напряжении 8,56 В и ПВиом=50°/о
Машина состоит из следующих узлов: сварной
станины 3, направляющего устройства 9, пневматическом'
привода сжатия 10, верхнего 8 и нижнего 6 роликоных
электродных устройств; нижнего кронштейна 4 с токи
подводом 5, верхнего токоподвода с гибкими шина^ п
7, привода вращения верхнего ролика с асинхронны :
двигателем 18, электромагнитной муфтой скольжения
17, втулочно-пальцевои муфтой 13, тахогенератором /К
редуктором 12 и карданным валом //, блок^а управ l-

2 приводом вращения и переключателя скорости 15,
"янели управления 16 сварочным циклом, сварочного
трансформатора 19, игнитронного прерывателя / сва-
почного тока. Ролики машины, сварочный
трансформатор, токоподводы и игнитроны охлаждаются
проточной водой.
Сварочный трансформатор—однофазный, со сту-
1чатым регулированием напряжения на вторичной

Большинство машин контактной сварки переманим (
тока- однофазные. Их сварочные трансформатор!
имеют магнитсжроводы стержневого или броневого м-
па, набранные из пластин или витые из холоднокатан i,
ленты. Первичная обмотка трансформатора — дискои i ,
из медного провода, изолированного стекловолокно-,:.
Вторичная обмотка представляет собой один виток им:
несколько витков, соединенных параллельно. Констр\'
тивно вторичная обмотка может быть выполнена no-p-i
ному. Ее витки изготовляют литыми из алюмнниевс i
сплава с внутренней стальной трубкой для охлажда:
щей воды, сварными из медных полос или цельношта:
пованными из медных листов с припаянными по пс j
метру витков медными трубками для охлаждения во i
Параллельные витки соединены между собой при i <
мощи медных контактных колодок. Обмотки трансф< |
матора после сборки заливают эпоксидным компаунд
Для получения высококачественной точечной :.
шовной сварки при высокой производительности но
ходнмо выдерживать заданное значение сварочного м
ка, строго определенное время ею протекания и в\п
паузы для каждого цикла сварки. Это достигается i i
104

ЛМПШ1, регуляторов цикла сварки и контакторов, вклю-
аюших и отключающих сварочный ток. Коммутация
ка производится в цепи первичной обмотки
сварочного трансформатора. В современных машинах
применяются как правило, не электромагнитные, а
статические контакторы: игнитронные и тиристорные.
На рис. 2-18, с
приведена упрощенная схема ._
силовой цени машины I
контактной сварки сод- °^
нофазным трансформа-
тором ТрС и
игнитронным контактором,
который состоит из двух
встречно - параллельно
включенных игнитронов Рис 2-19 Принципа
И1 и И2. Для управле- Р~а* ^Z^ap^."""" "
ния поджиганием
игнитронов служит блок
БУП. В общем случае игнитронный контактор
позволяет не только включать и отключать цепь тока, но и
регулировать сварочный ток путем изменения фазы
подачи поджигающих импульсов игнитронов И] и И2
относительно начала полуволн их анодных напряжений,
■ т.е. угла а=ссш =а№ (рис. 2-18, с). Чем больше угол а,
тем меньшее напряжение щ (первая гармоника)
прикладывается к первичной обмотке трансформатора ТрС, а
-значит, тем меньше будут напряжение и ток вторичной
обмотки. Поджигание игнитронов производится при
помощи схем БУП с тиристорами fll]. В современных
машинах все больше применение находят тиристорные
контакторы (рис. 2-18,6). Они надежнее игнитронных
контакторов и удобнее в эксплуатации.
Схема простейшего регулятора одной операции
«Импульс» сварочного цикла, т.е. времени протекания
сварочного тока, показана на рис. 2-19. Регулятор
предоставляет собой электронное реле времени на триоде Т.
При нажатии пусковой кнопки КнП включается реле
рЛ2, своими контактами блокирует кнопку и
воздействует на "командные цепи КЦ, в том числе и на цепи
включения поджигания игнитронов (см. рис. 2-18,с).
Происходит включение сварочного тока. Еще до нажа-
тия на кнопку КнП конденсатор С заряжался сеточным
током триода Т по цепи через контакт РП1 и кадушку
105

РП2 в те полупериоды, когда зажим питания
положителен по отношению к катоду триода. С момента
замыкания контакта кнопки КнП начнется разряд
конденсатора С на реостат R. При этом триод Т будет заперт,
так как его сетка отрицательна по отношению к катоду.
По мере разряда конденсатора отрицательный
потенциал сетки уменьшается и через некоторое время станет
равным потенциалу отпирания триода. Появится
анодный ток триода и сработает реле РП1, которое
отключит реле РП2. Это приведет- к прекращению протекания
сварочного тока и снятию .воздействия на другие
командные цепи Слема подготовляется к выполнению
повторной операции Регулирование выдержки времени
реле 'осуществляется изменением темпа спадания тока
разряда конденсатора С при помощи реостата R. В
таком виде схема используется для машин точечной
сварки. Очевидно, что при помощи двух реле времени
можно составить схему регулятора двух операций
сварочного цикла: «Импульс» и «Пауза» для машин
шовной сварки.
В современных машинах точечной и шовной сварки
применяются регуляторы сварочного цикла,
построенные на бесконтактных логических элементах. Слема
такого регулятора работает на принципе отсчета
заданного числа тактовых импульсов, вырабатываемых в
начале каждой полусинусоиды (положительной и
отрицательной) однофазного напряжения питания
машины, т. е имеющих частоту 100 Гц. Следовательно,
интервал между импульсами равен 0,01 с. В момент, когда
число отсчитанных импульсов будет равно заданному
их числу (т.е. по истечении заданного времени операции
«Импульс» или соответственно «Пауза»), счетная схема
выдает команды на отключение или включение
статического контактора [И].
Глава третья
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ МОСТОВЫХ КРАНОВ
3-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МОСТОВЫХ КРАНАХ
Кранами называются грузоподъемные устройства,
служащие для вертикального и горизонтального
перемещения грузов на небольшие расстояния. По особенно-

стям конструкции, связанным с назначением и
условиями работы, краны разделяются на мостовые, порталь-
ныеГ козловые, башенные и др. В цехах предприятий
электромашиностроения наибольшее распространение
получили мостовые краны, с помощью которых
производятся подъем и опускание тяжелых заготовок, деталей и
узлов машин, а также их перемещение вдоль и поперек
цеха. Вид мостового крана в основном определяется
спецификой цеха и его технологией, однако многие узлы
кранового оборудования, например механизмы подъема и
передвижения, выполняются однотипными для
различных разновидностей кранов.
На рис. 3-1 показан общий вид нормального
(крюкового) мостового крана. Несущая сварная конструкция
крана представляет собой мост с двумя главными
балками 25 коробчатого сечения (или с решетчатыми
фермами), перекинутыми через пролет цеха, и концевыми
балками 2 и 13, на которых установлены ходовые колеса 15
Колеса перемещаются по рельсам 16 подкранового пути,
закрепленным на балках опорных конструкций / в
верхней части цеха. Привод ходовых колес осуществляется от
электродвигателя 19 через редуктор 14 и
трансмиссионный вал 18.
Вдоль моста проложены рельсы 20, по которым на
колесах 12, приводимых во вращение электродвигателем
9 через редуктор 10, перемещается тележка 5 с
подъемной лебедкой. На барабан 6 лебедки наматываются
подъемные канаты 24 с подвешенным к ним на блоках
22 крюком 23 для захвата грузов. Барабан приводится
во вращение электродвигателем 7 через редуктор 8.
Управление работой механизмов крана производится
из кабины 27 оператора-крановщика, в которой
установлены контроллеры или командоконтроллеры
26—органы ручного управления электроприводами механизмов.
Электроаппаратура управления приводами размещается
в шкафах 4, установленных на мосту крана. Здесь же
располагаются ящики резисторов 21. Для проведения
операций обслуживания механизмов и
электрооборудования предусмотрен выход на мост из кабины через
люк 3.
Электроэнергия к крану подводится при помощи
скользящих токосъемников от главных троллеев 17,
уложенных вдоль подкранового пути. Для подвода питания
к электрооборудованию, размещенному на тележке 5,

служат вспомогательные троллеи //, идущие вдоль
моста.
В зависимости от вида транспортируемых грузов на
мостовых кранах используют различные грузозахваты-
вагощис устройства: крюки, магниты, грейферы, клещи
и т. п. В связи с этим различают краны крюковые,
магнитные, грейферные, клещевые и т. д. Наибольшее рас-
пространение получили краны с крюковой подвеской
или с подъемным электромагнитом, служащим для
транспортировки стальных листов, скрапа, стружки и других
ферромагнитных материалов. Йитание электромагнита,
подвешиваемого к крюку, осуществляется с 'помощью
гибкого ьабеля, для намотки которого на кране
установлен кабельный барабан, приводимый во вращение через
передачу от барабана лебедки.
У всех типов кранов основными механизмами для
перемещения грузов являются подъемные лебедки и
механизмы передвижения. Это позволяет выделить ряд
общих вопросов электропривода кранов: расчет
статических нагрузок, выбор двигателей по мощности, анализ
режимов работы, выбор системы электропривода и
другие.
На рис. 3-2 изображены кинематические схемы
механизмов мостовых кранов. Так как двигатели обычно
имеют угловую скорость, значительно большую, чем
скорость подъемного барабана или ходовых колес моста
(тележки), то движение к рабочим органам механизмов
крана передается через редукторы. Для механизмов подъ
ема наибольшее применение получили схемы с
полиспастом U (рис. 3-2,а), при помощи которого движение от
барабана Б передается крюку К. У полиспаста на схеме

пиС 3-2, а передаточное число равно 4. На ркс. 3-2, в
поедставлена схема механизма тележки, которая обычно
меет четыре ходовых колеса. Два из них, соединенные
валом, приводятся в движение через редактор Р от дви-
О 20 W 60 60 100% ^Ходобое а,
Рис. 3-2. Кинематические схемы механизмов мостов
ема (а), передвижения тележки (с), передвижения
и раздельным приводом ходовых колес (г) и (д) v
Мости КПД крановых механизмов от нагрузки (б).
гателя Д. Передача движения к ходовым колесам кон-
Цевых балок от двигателя, установленного на мосту, может
осуществляться через редактор, расположенный в
средней части моста (рис. 3-2,г). Широко применяется также
схема механизма передвижения моста с раздельным при-

водом ходовых колес (рис. 3-2,5). Каждый механизм
крана имеет механический тормоз Т, который
устанавливается на соединительной муфте между двигателем и
редактором или на тормозном шкиве на противоположном
конце вала двигателя. Номинальное скорости движения
крюка 0,15—0,2 м/с, тележки 0,65—1 м/с, моста 2,0-
2,3 м/с.
По грузоподъемности мостовые краны условно
разделяют на малые (масса груза 5—10 т), средние A0-
25 т) и крупные (свыше 50 т). Обычно на тележках
мостовых кранов грузоподъемностью свыше 15 т устанавли
вают два механизма подъема: главный—для подъема
тяжелых грузов с малой скоростью, и вспомогательный —
для подъема легких грузов с большой скоростью (с
соотношением грузоподъемности, например, 20/5, 30/5,
50/10 т). Вызвано это тем, что поднимать грузы малого
веса тяжелым крюком невыгодно, так как расходуется
лишняя электроэнергия, а производительность невысока.
3-2. РЕЖИМЫ РАБОТЫ И ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
КРАНОВ
Нагрузка кранов, как правило, изменяется в
широких пределах: для механизмов подъема — от 0,12 до 1,0,
а для механизмов передвижения— от 0,5 до 1,0
номинального значения. Характерно для кранов также то,
что их Механизмы работают в
повторно-кратковременном режиме, когда относительно непродолжительные
периоды работы, связанные с перемещением грузов,
чередуются с небольшими паузами на загрузку или разгрузку
и закрепление груза. Поскольку на кранах применяется
многодвигательный привод, и двигатели через передачи
связаны с механизмами подъема или передвижения, то
они, как и другие элементы электрооборудования кранов,
работают также в повторно-кратковременном режиме
при большом числе включений в час.
Согласно действующим в СССР стандартам все
краны по режимам работы механического и электрического
оборудования делятся на четыре категории,
определяющие степень их использования, характер нагрузки и
условия работы: Л—легкий режим работы, С — средний,
Т — тяжелый и ВТ — весьма тяжелый. Основными
показателями, по которым судят о режиме работы, являются
продолжительность включения двигателя механизма ПВ,

о/ чнсло включений двигателя в час /г, коэффициенты
использования механизмов по грузоподъемности klv, в
течение года kr и в течение суток kc:
ПВ = /р-100(/р + /0);
/г, - Л/365,
kt = В/24,
где tp — время работы двигателя за цикл; /0—суммарное
время пауз за цикл; тс — масса груза, перемещаемого
за смену, тшм — номинальная грузоподъемность; Л —
число дней работы механизма в году; В — число часов
работы механизма в сутки.
При вычислении ПВ время цикла /Ц=/Р-Но не
должно превышать 10 мин.
Легкому режиму работы соответствуют ПВ=104-
— 15% и ft = 60ч-100 (строительно-монтажные краны),
среднему ПВ= 154-25% и А = 120^-200 (краны
механических и сборочных цехов машиностроительных
заводов), тяжелому ПВ = 254-40% и И = 3004-400 (краны
производственных цехов и складов на заводах с
крупносерийным производством), весьма тяжелому — ПВ =
=404-60% и /2=4004-600 (технологические краны
металлургических заводов). Значения коэффициентов
использования приведены в [21].
Помимо тяжелых условий работы при большом числе
включений в час электрооборудование мостовых кранов
обычно находится в условиях тряски, высокой
влажности воздуха, резких колебаний температур'ы и
запыленности помещений. В связи с этим на кранах применяется
специальное электрооборудование, приспособленное к
условиям работы кранов и отличающееся повышенной .
надежностью.
Основное крановое электрооборудование:
электродвигатели, силовые, магнитные и командные
контроллеры, пускорегулировочные резисторы, тормозные
электромагниты, конечные выключатели и другие — в
значительной степени стандартизовано. Поэтому различные
по конструкции краны комплектуются обычно таким
электрооборудованием по типовым схемам.
Электрооборудование мостовых кранов выполняется
и эксплуатируется в соответствии с «Правилами устрон-
ства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кра-
111

нов». Рабочее напряжение сети, питающей краны, не
должно превышать 500 В В соответствии с этим на
кранах применяется электрооборудование на 220 или 380 В
переменного тока и 220 или 440 В постоянного тока.
Напряжение 440 В используется только в силовых цепях
кранов большой грузоподъемности.
Для защиты питающих проводов и
электродвигателей от токов к. з. и значительных перегрузок (свыше
225%) на кранах предусматривается максимальная
токовая защита с помощью реле максимального тока или
автоматических выключателей. Плавкие предохранители
используют только для защиты цепей управления.
Тепловая защитима кранах обычно не применяется, так как
в условиях повторно-кратковременного режима работы
двигателей она может приводить к ложным отключениям.
Для предотвращения самозапуска двигателей, т. е.
самопроизвольного пуска их при восстановлении напряжения
сети после перерыва в электроснабжении, в
электрических схемах кранов используют совместно с «нулевой»
защитой блокировку нулевой позиции контроллеров.
Обязательным является наличие конечных
выключателей для автоматической остановки механизмов при
подходе их к крайним положениям. Для безопасности
обслуживания электрооборудования люк для выхода из
кабины на мост снабжается конечным выключателем,
снимающим напряжение со вспомогательных троллеев
при открывании люка. Все токоведущие части в кабине
крана полностью ограждаются. Механизмы кранов
оснащаются тормозами замкнутого типа с электромагнитами,
которые автоматически растормаживают механизм при
включении и затормаживают его при отключении
двигателя. Металлоконструкции кранов и все металлические
части электрооборудования, которые могут оказаться
под напряжением из-за порчи изоляции, должны быть
заземлены. Соединение с контуром заземления цеха
осуществляется через подкрановые пути.
На рис. 3-3 в качестве примера приведена
структурная схема одного из вариантов электрооборудования
мостового крана, работающего на переменном токе.
Питание от цеховой сети подается на кран через главные
троллеи, к токосъемникам которых подключены
находящиеся в кабине защитная панель 15 и щиток 17
вспомогательных цепей 18 (освещения и сигнализации) и 19
(аварийного освещения), В свою очередь к защитной

Рий 3-3. Структурная схема электрооборудо:
панели подключены: а) через вспомогательные
троллеи— электрооборудование, размещенное на тележке:
электродвигатель / и электромагнит тормоза 2 тележки,
электродвигатель 3 и электромагнит тормоза 4 подъема,
конечный выключатель подъема 5; б)
электрооборудование, расположенное на мосту: электродвигатель 9 и
-электромагнит тормоза 10 моста, шкаф 8 магнитного
контроллера привода подъема, пускотормозные
резисторы //, конечные выключатели 6 (моста) и 7 (тележки);
в) органы управления работой крана: командоконтрол-
лер привода подъема 13, контроллеры 12 (привода
тележки) и 14 (привода моста), а также конечный
выключатель люка кабины 16.
3-3. ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ МЕХАНИЗМОВ КРАНА
Для выбора системы электропривода необходимо
четко представлять себе технологические требования к
приводу того механизма, для которого он выбирается.
Установление таких требований облегчает выбор
оптимальной системы электропривода, т. е. такой, которая наиболее
проста и дешева из всех систем, обеспечивающих
желаемые эксплуатационные показатели механизма.
Для качественного выполнения подъема, списка и
перемещения грузов электропривод крановых
механизмов должен удовлетворять следующим основным
требованиям:
1. Регулирование угловой скорости двигателя всрав-
8-612 ИЗ

нитслыю широких пределах (для обычных кранов до
4 1, для специальных кранов — до 10: 1 и более) в
связи с тем, что тяжелые грузы целесообразно перемещать
с меньшей скоростью, а пустой крюк или ненагруженную
тележку - с большей скоростью для увеличения
производительности крана Пониженные скорости необходимы
также для осуществления точной остановки
транспортируемых грузов € целью ограничения ударов при их
посадке и облегчают работу оператора, так как не требу
ют многократного повторения пусков для снижения сред
ней скорости привода перед остановкой механизма.
2 Обеспечение необходимой жесткости механических
характеристик.прнвода, особенно регулировочных, с тем
чтобы низкие скорости почти не зависели от груза.
3 Ограничение ускорений до допустимых пределов
при минимальной длительности переходных процессов
Первое условие связано с ослаблением ударов в
механических передачах при выборе зазора, с
предотвращением пробуксовки ходовых колес тележек и мостов, с
уменьшением раскачивания подвешенного на канатах
1руза при интенсивном разгоне и резком торможении
механизмов передвижения; второе условие необходимо для
обеспечения высокой производительности крана.
4. Реверсирование электропривода и обеспечение ею
работы как в двигательном, так и в тормозном режиме
3-4. ВЫБОР РОДА ТОКА И ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Выбор рода тока для электрооборудования крана
имеет важное значение, поскольку с ним связаны такт
показатели, как технические возможности привода,
капиталовложения и стоимость эксплуатационных расхо
дов, масса и размеры оборудования, его надежность и
простота обслуживания.
Для привода крановых механизмов возможно приме
нение различных двигателей и систем электропривод^-
Их выбор определяется грузоподъемностью, номиналь
ной скоростью движения, требуемым диапазоном
регулирования скорости привода, жесткостью механических
характеристик, числом включения в час и др. В
настоящее время на кранах чаще всего применяют простые сп-
CTv мы электропривода, в которых двигатели получают
питание от сети переменного пли постоянного тока т-
114

изменного напряжения через пускорегулировочные
резисторы.
Привод с асинхронными двигателями с к. з. ротором
применяется для механизмов кранов небольшой
мощности (<Ю—15 кВт), работающих в легком режиме.
Если необходимо регулировать скорость или обеспечить
точную остановку механизма, то можно использовать
двух- или трехскоростные двигатели.
Наибольшее распространение на кранах получил
привод с асинхронными двигателями с фазным ротором
и ступенчатым регулированием угловой скорости путем
изменения сопротивления в цепи ротора. Такой привод
достаточно прост, надежен, допускает большое число
включений в час и применяется при средних и больших
мощностях. С помощью резисторов в цепи ротора можно
в широких пределах изменять момент при пуске,
получать желаемые ускорения и плавность пуска, уменьшать
токи и потери энергии в двигателе при переходных
процессах, а также получать пониженные угловые скорости.
Однако этот привод не обеспечивает необходимую
жесткость регулировочных характеристик и устойчивую работу
при пониженных скоростях. Он неэкономичен
вследствие значительных потерь энергии в пускорегулировоч-
ных сопротивлениях; кроме того, имеет место
повышенный износ двигателя, электромеханических тормозов и
контактной агшаратуры управления.
Если к электроприводу крановых механизмов
предъявляются повышенные требования в отношении
регулирования скорости, а также необходимо обеспечить
низкие устойчивые угловые скорости в различных режимах,
то применяют двигатели постоянного тока. Для
механизмов подъема приводы на постоянном токе с питанием
от сети обычно выполняются с двигателями
последовательного возбуждения, которые допускают большие
перегрузки по моменту и имеют мягкую естественную
характеристику, что позволяет поднимать попускать
легкие грузы с повышенной скоростью. Двигатели
параллельного возбуждения применяют в тех случаях, когда
необходимо иметь достаточно жесткие механические
характеристики при низких угловых скоростях, а также
обеспечить работу двигателя на естественной
характеристике в генераторном режиме.
Если требуется обеспечить повышенный диапазон
регулирования скорости привода, ограничение стопорного

момента и плавное протекание переходных процессов
двигателя при напряженном режиме работы крановсло
механизма, то применяют регулируемый электропривод
по системе Г — Д. Использование такой системы пгч
больших мощностях двигателей позволяет облегчит,
аппаратуру управления и повысить надежность работы
привода.
Однако использование двигателей постоянного ток,1
влечет за собой необходимость преобразования
переменного тока в постоянный, что до недавнего времени
осуществлялось с помощью машинных преобразоватс
лей и связано с увеличением капитальных затрат,
дополнительными потерями энергии и эксплуатационными
расходами.*
На кранах получили некоторое распространение
также и сложные системы электроприводов с асинхронными
двигателями: с вихревым тормозным генератором, с
дросселями насыщения, двухдвигательный привод с ре
гулированием скорости путем наложения механических
характеристик и др. [21].
При выборе рода тока для конкретного случая
необходимо проанализировать требования к приводу и
возможность их выполнения существующими системами н,>
переменном токе.
С развитием силовой полупроводниковой техники от
крываются новые возможности применения двигателей
постоянного и переменного тока в электроприводах
крановых механизмов с питанием от тиристорных
преобразователей, устанавливаемых непосредственно на кранах
и подключаемых к сети переменного тока. Эти
преобразователи имеют высокие энергетические и экономические
показатели, повышенную механическую прочность и
долговечность, нетребовательны в эксплуатации
При питании от общей сети переменного или
постоянного тока для крановых электродвигателей
применяется контроллерное или контакторное управление. При
контроллерном управлении все переключения в главны\
цепях двигателя производятся контактами силового
контроллера, у правление которым, особенно при интенсивно- ■
режиме работы, требует от крановщика значителг.-
ных усилий и напряжения. Контакторное управление
осуществляется с помошыо магнитного контроллера,
состоящего из командоконтроллера и контакторно-реленноп
панели. Переключения в 1лавных цепях двигателя про

• изводятся контакторами, а крановщик управляет коман-
доконтроллером. При контакторном управлении
процессы пуска, торможения и реверса автоматизируются, что
значительно облегчает условия работы крановщика в
напряженных режимах. В ряде случаев на одном кране
целесообразно применить как контроллерное управление
для механизмов с менее напряженным режимом работы,
так и контакторное управление—последнее обычно для
.механизмов подъема,
3-5. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ДВИГАТЕЛЕЙ
МЕХАНИЗМОВ КРАНОВ
Статические нагрузки двигателей кранов создаются
„силами статического сопротивления, действующими в
"крановых механизмах,—силами тяжести и трения.
Рассмотрим типичные случаи определения приведенных к
' валу двигателя 'статических нагрузок механизмов подъ-
^ема и передвижения кранов.
■ Для механизма подъема характерен активный стати-
'ческий момент, который направлен против движения при
подъеме груза и совпадает с ним по направлению при
1 спуске. Кроме того, в реальных механизмах всегда
присутствуют силы трения, создающие реактивный момент,
. который возрастает при увеличении нагрузки механизма.
Статическая мощность Ptm кВт, на валу двигателя в
установившемся режиме при подъеме затрачивается на
перемещение груза и на преодоление потерь на трение:
Pc,n = [(G + Go)uu/Ti].lO-3, C-1)
где "С — сила тяжести поднимаемого груза, Н; Go — сила
тяжести грузозахватывающего устройства, Н; т] — общий
КПД подъемного механизма, определяемый по кривым
-JHa рис. 3-2,6 для соответствующих значений
номинальной величины т]11ом (при G = Gll0M) и в зависимости от
степени загрузки механизма; vn — скорость подъема
груза, м/с.
Номинальные значения КПД крановых передач при
опорах на подшипниках качения лежат в пределах: 0,8—
0,85—для механизмов подъема с цилиндрическими
зубчатыми колесами и 0,65—0,7 с червячной передачей;
OfO—0,9 и 0,65—0,75— соответственно для механизмов пе-
Редвижения мостов и тележек.

При подъеме пустого крюка (грузозахватывающсн)
устройства) статическая мощность, кВт
Pc.m=lG0vJrio]-l0^, (.4-2)
где vno — скорость подъема крюка, м/с; г\о — КПД
механизма при G=0.
В установившемся режиме спуска статическая
мощность Рс.с кВт, на валу двигателя равна разности
мощностей, обусловленных действием силы тяжести опускас
мого груза Pnj, кВт, и сил трения в механизме Ртр, кВг
- р -GjJbv^i—rft.iCT3, C 4)
П
где vc — скорость спуска, м/с.
Различают силовой и тормозной спуск. Силовой
спуск имеет место при опускании пустого крюка или ле1-
ких грузов, сила тяжести которых не способна
преодолеть силы трения в механизме. В этих случаях Рп,<
г^Ртр и опускание груза производится двигателем, кото
рый создает движущий момент.
Мощность, развиваемая двигателем при силовом
спуске,
Рс с г_ (G + Go) vc(- 2) • КГ3, C-5)
где т]^0,5, причем для спуска пустого крюка ис=ус„,
^=^0, Рс,С = Рс,СО.
Тормозной спуск применяется при опускании средних
и тяжелых грузов, когда РГр>-Ртр. Энергия направляется
с вала механизма к двигателю, который создает
тормозной момент, предотвращая свободное падение груза и
ограничивая скорость спуска.
Мощность двигателя в этом режиме
Рсс - (G bG0) vc [2 -)■ 10~3, C-5а)
где т)>0,5.
Для механизмов передвижения кранов, работающих
в закрытых помещениях, когда отсутствует ветровая
нагрузка, статический момент механизма обусловлен
только силами трения.
118

Статическая мощность Рс, кВт, на валу двигателя
передвижения моста (тележки) в установившемся режиме
РС^С + С° + С"^ + /)^Ш^ C-6)
где fa _коэффициент, учитывающий увеличение
сопротивления движению из-за трения реборд ходовых колес
о рельсы (fei = 1,8-7-2,5); G, Со и СМ(Т) — соответственно
сила тяжести перемещаемого груза, захватывающего
устройства и моста с тележкой (илитолько тележки), Н;
Vmp) — скорость передвижения моста (тележКи), м/с;
ряк — радиус ходового колеса, м; г — радикс шейки оси
ходового колеса, м; \i— коэффициент трения в опорах
ходовых колес; принимается равным 0,015—0,02 при
подшипниках качения и 0,08—0,15 при подшипниках
скольжения; f — коэффициент трения качения
ходовых колес по рельсам (принимается равным 0,0005—
0,0042); т]м(т) — КПД механизма передвижения моста
(тележки); определяется по кривым на рис. 3-2,6, при
этом нужно вместо G принять сумму G-r-GM(T).
Статический момент ML, Н-м, на валу двигателя
подъема (передвижения) может быть вычислен по формуле
Mc=Pe^lV , C-7)
где Рс — статическая мощность, подсчитанная по форм>-
лам C-1) — C-6), кВт; v — скорость движения крюка или
моста (тележки), м/с; R — ради>с барабана, подъемной
лебедки или ходового колеса, м, iP — передаточное
число редуктора механизма подъема или передвижения;
in — передаточное число полиспаста.
Расчетная угловая скорость вала двигателя (одв,Расч,
рад/с*, определяется заданной номинальной скоростью
движения механизма, т. е.
* . "дв.расч = <WWtf • C"8>
Если на кране предполагается применить двигатели
Постоянного тока последовательного возб>ждения, то
при вычислении статических моментов по формуле C-7)
необходимо учитывать изменение угловой скорости
двигателя при изменении его нагрузки, так как эти машины
имеют мягкую механическую характеристику.
*Напомним соотношение между угловой скоростью ш (рад/с) и
частотой вращения п (об/мин): <о=яп/30.
119

3-6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ДВИГАТЕЛЕЙ
КРАНА
Динамические нагрузки в электроприводе возникай ,
при изменении угловой скорости двигателя (при пуске,
остановке, реверсе и т. п.). В этих случаях момент А!,
развиваемый двигателем, уравновешивается статически.,;
моментом Мс на его валу и динамическим моменте-.:
М1ит, создаваемым силами инерции системы «двш -
тель — механизм». В общем виде уравнение движешь
этой системы имеет вид:
±М = Мта ± Мс. C-Я)
Значение, и направление динамического моменм
Мдпи определяется значением и направлением моменк i
М и Мс. Динамическая составляющая момента
двигателя может быть найдена из соотношения
MAm = J^dmtdt, C-K)
где ^—суммарный приведенный к валу двигателя-М(
мент инерции, включающий в себя момент инерции р< -
тора двигателя /дв и приведенный момент инерции /,,
всех вращающихся и поступательно движущихся масс
механизма, кг-м2;
du/dt— угловое ускорение или замедление, рад/с2.
При расчетах моменты инерции частей системы (ик -
стереи редуктора, тормозных дисков и др.), вращающих
ся с угловыми скоростями со«содв, часто не определяю!,
так как их величины относительно мало сказываются п;
значении /пр. Обычно их влияние учитывается введением
в формулу для определения /2 коэффициента /г = 1,15-f-
4-1,2, т. е.
Js = kJ№ + тг (г>/еодвJ, C-11)
где тъ — суммарная масса поступательно движущихся
элементов механизма.
При ускорении или замедлении кранового механизм;
через редуктор передается не только статическая, но и
динамическая мощность, расходуемая на изменение
запаса кинетической энергии в движущихся частях и гру
зе. В связи с этим потери энергии в механических
передачах при переходных процессах возрастают. Значение
этих потерь зависит от изменения нагрузки; точный учет
их сложен. При практических расчетах дополнительные
120

потери учитывают введением в формулу C-11) КПД т)',
соответствующего загрузке механизма суммарном
мощностью— статической и динамической.
Таким образом, более точно формула C-11) при
ускорении (энергия направляется от двигателя к механизму)
запишется как
а при замедлении (энергия направляется от механизма к
двигателю) она примет вид:
При небольших значениях /пр (механизмы подъема и
механизмы передвижения тележек) динамический
момент в основном расходуется на ускорение ротора
двигателя и незначительно нагружает механическую передачу,
поэтому расчет /2 можно производить по C-11)
В электроприводах с /пр>/дв (механизмы
передвижения мостов) основной нагрузкой передач является
Мдяя, что вызывает дополнительные потери в редукторе и
увеличивает потребляемую двигателем энергию. Для
таких механизмов при большой частоте включений
динамические нагрузки в значительной степени
определяют выбор мощности двигателя.
Учет повышения потерь в механизмах при переходных
_ процессах позволяет избежать грубых ошибок при опре-
' делении мощности двигателей крановых механизмов.
3-7. ВЫБОР МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ КРАНОВЫХ
МЕХАНИЗМОВ
Электродвигатели кранов работают в тяжелых
условиях (ударная нагрузка, значительные Перегрузки,
повторно-кратковременный режим работы с частыми
пусками и реверсами и т. д.), поэтому к ним предъявляют
особые требования в отношении надежности и удобства
эксплуатации. Для привода механизмов кранов
выпускаются специальные крановые двигатели
повторно-кратковременного режима,
отличающиеся от двигателей общего применения
повышенной прочностью конструкции, увеличенной перегрузочной
способностью, более нагревостойкой изоляцией и
меньшим моментом инерции ротора за счет уменьшения его

диаметра и увеличения длины. Основное конструктивное
исполнение крановых двигателей — закрытое, с
горизонтальным валом, на лапах.
Основным (номинальным) режимом работы
крановых двигателей является режим при ПВ,Юм=25% Б
справочной литературе приводятся данные и для
режимов при ПВ, равном 15, 40, 60 и 100%.
Наибольшее распространение получили крановые
асинхронные двигатели серий М7 и МТБ с фазным рото
ром и с короткозамкнутым ротором серий МТК и МТК.В
Напряжения двигателей 220, 380 и 500 В, мощности при
ПВ,ЮМ=25%: серии МТ —от 1,4 до 7,5 кВт, МТВ —до
160 кВт, МТК —от 1,4 до 7,5 кВт, МТКВ—до 37 kBi
В серию МТ входят также металлургические двигатели
(для тяжелых условий работы) серии МТМ с фазным
ротором на мощности от 2,2 до 125 кВт при ПВ = 40% и
серии Ml KM с короткозамкнутым ротором на мощности
от 2,2 до 28 кВт при ПВ = 40%.
Крановые двигатели постоянного тока выпускаются с
последовательным, независимым и смешанным
возбуждением— серия ДП и новая серия Д. Напряжения
двигателей 220 и 440 В, мощности при ПВ„ОМ=25% от 2,5
до 185 кВт.
Выбор мощности двигателя механизма мостового
крана производят, исходя из нагрузочной диаграммы
механизма, т. е графика Pc=f(t) или Л1с=ф(/) за цикл
работы.
Во многих случаях построение точной нагрузочном
диаграммы кранового механизма затруднительно пз-.*а
разнообразных и часто меняющихся операций,
выполняемых краном В первую очередь это относится к
механизмам цеховых кранов грузоподъемностью до 10—20 i.
Основой для выбора мощности двигателя в таких
случаях может служить расчетный цикл, состоящий для
механизма подъема из четырех рабочих операций (подъем
и спуск груза Gn0M, подъем и спуск пустого грузозахва-
тывающего приспособления) и для механизма
передвижения моста или тележки — из двух операций (пере
движение с грузом Gll0M в одном направлении и без
груза в обратном направлении).
Для расчетного цикла предполагают известным
режим работы механизма (легкий, средний н т. д.), т. с
можно задаться значением продолжительности
включения ПВрасч (см. § 3-2). Известны также номинальная
122

скорость движения vtt0M, м/с, и наибольшее перемещение
/ м механизма.
Приняв, что для каждой i-й рабочей операции %< =
s= ином и LP,i = L> можно определить продолжительность
операций /Р,„ с:
/р , = UvU0M. C-14)
Тогда суммарное время работы механизма 2/р,„ с, за
цикл
2/р., = «'р.,- C-15)
Суммарное время пауз Z/0,i, с, находится из
соотношения
причем это время делится равномерно между
операциями.
Время цикла, с,
По C-1) — C-7) определяют значения статической
мощности Рс,1 или момента Мс,, на валу двигателя для
всех рабочих операций, после чего можно построить
нагрузочную диаграмму механизма, показанную на рис.
3-4,а для механизма подъема. При помощи этой
диаграммы находят эквивалентную за суммарное время
рабочих операций статическую мощность Рс,Эр. кВт,
приведенную к ближайшей стандартной продолжительности
включения ПВ„ом (если ПВрасч=^ПВ1ЮМ), по формуле
с-э-р Г 2/р| ПВН0М" C"' J
Далее по каталогу предварительно выбирают
двигатель на мощность Рпв=Риом, кВт, при ПВиом по условию
где k3== 1,1-т-1,4—коэффициент запаса, учитывающий
Дополнительную загрузку двигателя в периоды пуска и
электрического торможения.
Номинальная угловая скорость двигателя w,,om, рад/с,
Должна соответствовать заданной номинальной скорости
Механизма tWi, м/с, и определяется по формуле C-8).
123

с. 3 4. Расчетные диаграммы: нагр)зочная механизма подъема (а),
:ковая (б) и нагрузочная (в) двигателя передвижения моста и.-:и
тежки.

Для выбранного двигателя строят механические ха-
юактсристики в соответствии с принятой схемой
управления и рассчитывают времена пуска („,, и электрического
торможения /TlI привода, с:
п|т),ср,1:':Л'г,1
<3-20>
где /2_ приведенный к валу двигателя момент инерции
природа (§ 3-6); ис,1 — угловая скорость двигателя,
рад/с, соответствующая установившейся скорости
механизма vy,i, м/с, и определяемая по характеристикам
Й=/(М) — см., например, рис. 3-4,6 (для двигателя
механизма передвижение); МП(т),ср.* — среднее значение
момента двигателя при пуске (торможении), Н-м; Мс,» —
статический момент на валу двигателя при данном
переходном процессе, Н-м; знак перед Mc,i учитывает
направление действия Жс,, по отношению к МП(т>,Ср,1-
Средний путь, м, проходимый механизмом за время
пуска или торможения, находят как
где R — радиус барабана подъемной лебедки или
ходового колеса тележки (моста), м; ip и i'n — передаточные
числа редуктора и полиспаста (для механизма подъема).
Тогда время /у,,, с, движения механизма с
установившейся скоростью Vyit в течение f-й рабочей операции:
C.22)
По полученным данным строят нагрузочную
диаграмму двигателя M—f(t) за цикл работы с учетом
динамических нагрузок (см., например, диаграмму на рис. 3-4,в
Для двигателя механизма передвижения).
Далее по нагрузочной диаграмме двигателя
определяют фактическую продолжительность включения
ПВфакт и затем находят приведенный к стандартному
значению ПВ„0М эквивалентный момент, Н-м, двигателя
за суммарное время работы:
Мэ =■]/ с'' У-' ' ~"'»^-^ '"*>■' 1ШФакТ| C.23)
г 2Гу1 +0,752<n(T)i , ПВНОМ
125

где коэффициент 0,75 учитывает ухудшение условий
охлаждения двигателя с самовентиляцнен, для двигатели
с независимой вентиляцией этот коэффициент равен
единице.
Окончательную проверку выбранного двигателя по
нагреву выполняют по условию
МП0М>М8Р, C 24)
где Л1„ом -номинальный момент двигателя при ПВШ..,
Практика расчетов показывает, что если отношение
2/y,,/B/n,<-f-^T,i) > 10, то влиянием динамических
нагрузок на нагрев двигателя можно пренебречь, т. е. по
условиям нагрева предварительный выбор двигателя в эшх
случаях будет и окончательным. Обычно это имеет место
для двигателей механизмов подъема и передвижения
тележек Напротив, для двигателей механизмов
передвижения мостов динамические нагрузки существенно влияют
на нагрев двигателя.
Выбранный по условиям нагрева двигатель
проверяют по условиям допустимой кратковременной перегрузки
и надежности пуска.
Двигатель удовлетворяет требованиям в отношении
допустнмон перегрузки, если выполняется условие
0,8Щ10М> Мстах, C-25)
где Мстпх—максимальное значение статического
момента на валу двигателя, возможное при эксплуатации
п испытаниях крана; X перегрузочная способность
двигателя, 0,8 - коэффициент, учитывающий для
асинхронных двигателей снижение напряжения сети на 10%.
Правильно выбранный двигатель должен обеспечи
вать надежный разгон привода, для чего требуется
выполнение условия
Мп,ср = (Мх + М2)/2 > 1,5 Мс_тах, C-26)
где iWncp — средний пусковой момент двигателя,
определяемый по каталожным данным для асинхронных дин-
гателей с короткозамкнутым ротором или по пусковой
диаграмме для двигателей постоянного тока и
асинхронных с фазным ротором (см. рис. 3-4,6);
А1[ и М% — максимальный н минимальный момешы
двигателя при пуске, причем необходимо, чтобы было
выполнено условие М\2М
126

Закпючительным этапом проверки выбранного дви-
«теля'является оценка ускорений и замедлений
механизма при пуске л торможении привода.
Максимальное значение среднего за период гуска
/торможения) линейного ускорения (замедления)
механизма йср.тпо*. м/с2' определяется по формуле
где tnmmin — наименьшее возможное в цикле работы
время пуска (торможения) механизма при выбранн
ле с; величину / можно определить
нном
время пу (р) р р
двигателе, с; величину /П(т>,т<п можно определить
формуле C-20); vv — значение установившейся
скорости, до котором разгоняется или с которой тормозится
механизм, м/с.
Двигатель удовлетворяет требованиям, если
соблюдается соотношение
где йдоп — максимально допустимое ускорение
(замедление) механизма, м/с2.
Для механизмов подъема мостовых крапов адоп=
= (О,2Н-О,3) м/с2, для механизмов передвижения апоп =
= @,6-=-0,8) м/с2. При невыполнении условия C-28)
привод механизма крана будет работать с чрезмерно
большими динамическими моментами, что вызовет
удары в механических передачах, раскачивание грузов и
повышенный износ оборудования.
С другой стороны, ускорения (замедления)
механизмов не должны быть меньшими определенных
значений, чтобы процессы пуска и торможения не
затягивались. Здесь ориентиром может служить максимально
допустимое время пуска, которое для механизмов
подъема лежит в пределах 3—5 с, для механизмов
передвижения 10—15 с.
3-8. КРАНОВЫЕ ТОРМОЗНЫЕ УСТРОЙСТВА й ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ
ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ
' Тормозные устройства предназначены для фиксации
положения механизма при отключенном двигателе,
например, для удержания i руза в подвешенном состоянии,
а также для сокращения выбега при остановке
механизма. На кранах применяются колодочные, дисковые и
ленточные механические тормоза, которые затормажива-

ют механизм при отключении двигателя; одноврсмещ о
с включением двигателя вал механизма растормажнва
ется тормозными электромагнитами, элсктрогидравл.шк-
скими толкателями или специальными двигателями.
На рис. 3-5 изображен колодочный пружинный юр-
моз с приводом от однофазного электромагнита
переменного тока. Тормозной шкив 6, укрепленный па ва.:^
двигателя,
охватывается тормозными
колодками //, размещенными i:;i
рычагах 1 и 7. На рыча! с
7 жестко закреплен м?и-
нитонровод 8 элек1ро-
магнита. При
отключенной катушке 10 элеюро-
магнита разжимающая
пружина 3,
расположенная на стержне 2, одним
концом давит на
упорную шайбу 5 стержня, а
другим —на скобу 4,
шарнирно соединенную с
рычагом 7. Поэтому
верхние концы рычагов / и
7 стягиваются, а тормозные колодки зажимают шкив.
При включении катушки электромагнита его якорь
9 поворачивается и сдвигает (на рисунке — влево) скр-
жень 2. Пружина 3 сжимается, вследствие чего рыч.пн
1 и 7 разводятся, и колодки // освобождают шкив 6
Тормозные электромагниты. В настоящее время i a
кранах применяют тормозные электромагниты
однофазного и трех.фазного переменного или постоянного токи.
Катушки электромагнитов включаются и отключаются
одновременно с двигателями. Тормозные электромашн-
ты характеризуются рабочим напряжением, относите i -
ной продолжительностью включения (ПВ) катушки, \< -
дом подвижной части — якоря, тяговым усилием (и.ш
моментом), допустимым числом включений в час.
По ходу якоря тормозные электромагниты разде и-
ются на длинноходовыс, имеющие ход якоря до
нескольких десятков миллиметров и развивающие относитсп -
но малое тяговое усилие, и короткоходовые, которье
рачвивакм сравнительно большое тяговое усилие при
малом ходе якоря (доли или единицы миллиметров).

Электромагниты постоянного тока выпускаются с ка
тушками, включаемыми параллельно якорю двигатспя
или последовательно к ним. В первом случае катушки
выполняют с большим числом витков, вследствие чего
они имеют значительную индуктивность. Для
увеличения быстродействия таких электромагнитов катушки
рассчитывают на пониженное напряжение. При
включении на катушку подается полное напряжение сети, что
ускоряет (форсирует) процесс срабатывания
электромагнита. Для удержания втянутого якоря электромагнита
требуется меньшее усилие, поэтому после срабатывания
электромагнита в цепь его катушки вводится добавич-
ный резистор, который О1раничивает ток катушки. Дтя
защиты катушки от пробоя изоляции при отключении
ее от сети на корпусе электромагнита монтируется раз
рядный резистор. Электромагниты с последовательно
включенными катушками имеют большее
быстродействие и более простую схему включения, поскольку не
требуется применять разрядные и токоограничивающие
резисторы. Главный недостаток таких электромагнитов —
зависимость тягового усилия от тока нагрузки
двигателя. Они применяются чаще для механизмов
передвижения, где ток якоря в процессе работы меняется
сравнительно мало.
Катушки электромагнитов переменного тока
подключаются параллельно статору асинхронных двигателей.
В катушках таких электромагнитов при включении
проходит ток в 10—15 раз больший, чем при втянутом
якоре, так как при большом зазоре индуктивное
сопротивление катушки мало. Поэтому при увеличенном зазоре
или при заклинивании якоря катушка вообще может
сгореть. В однофазных электромагнитах переменного
тока, как и в контакторах, предусматривается короткоза-
мкнутый виток для предотвращения отхода якоря от
сердечника в момент прохождения тока катушки через
нуль.
Тормозные электромагниты выпускаются на
продолжительность включения ПВ=15, 25, 40 и 60%; они
различаются по форме, массе, тормозному усилию и т.п.
Из отечественных тормозных электромагнитов можно
отметить: а) короткоходовыс в открытом исполнении с
поворотным якорем типа МО — однофазные переменного
тока и типа МП — постоянного тока; б) длинноходовыс
■типа КМП — постоянного тока, предназначенные для
9-612 129

установки в закрытых помещениях, а также типа КМТ —
трехфазные с якорем в литом или сварном корпусе и
типа ВМ—постоянного тока для работы кранов на
открытых площадках.
Электрогидротолкатели. Недостатками тормозных
электромагнитов являются резкое включение,
вызывающее удар якоря о магнитопровод, большие броски тока
5
Рис. 3-6. Колодочный пруж
ктрогндротолкателем.
включения у электромагнитов переменного тока,
возможность перекоса рычагов. В связи с этим в тормозных
устройствах кранов все большее распространение
получают элсктрогидравлические толкатели Они имеют
большую надежность в эксплуатации, позволяют
регулировать быстродействие и плавность торможения,
могут создавать значительные тормозные моменты и легко
управляются.
Элсктрогидравлическии толкатель типа ТГ (рис.3-6)
состоит из корпуса /, внутри которого в нижней части
помещен лопастной масляный гидронасос, приводимый
в действие асинхронным двигателем 7 с короткозамкну-
тым ротором. В верхней внутренней части корпуса /
расположен поршень со штоком 6. При включении
двигателя насос перекачивает масло из нижней полости кор-

пуса / под поршень. Последний движется вверх н его
шток поворачивает рычаг 5, который, преодолев усилие
пружины 2, через систему тяг разводит рычаги 3 и 4 с
тормозными колодками. При отключении двигателя
насос останавливается, поршень со штоком опускается
вниз, и пружина 2 вновь зажимает тормозные колодки.
Для привода тормозов применяются элсктрогидро-
толкатели тина ТГ-50, ТГ-80 и ТГ-160 с рабочими уси-
Рис. 3-7. Грузоподъсм!
лиями 500, 800 и 1600 Н, а также толкатели ТЭГ-16,
ТЭГ-25, ТГМ-50 и ТГМ-80 с рабочими усилиями 160, 250,
500 и 800 Н. Толкатели обеспечивают указанные усилия
при напряжении не менее 90% номинального, числе
включений в час от 700 до 2000 и работе тормоза при
ПВ=100%- Время срабатывания элсктрогидротолкатс-
• лей составляет 0,6—1,5 с, в некоторых случаях они
могут использоваться вместе с тормозом для
регулирования угловой скорости двигателей крановых механизмов
[21].
Грузоподъемные электромагниты. Использование их
позволяет сократить длительность операций зацепления
Н снятия ферромагнитных материалов при
транспортировке. На рис. 3-7, а показан электромагнит круглой
формы типа М-42. Внутри стального корпуса 2
помещается катушка /, залитая компаунднои массой. К
корпусу болтами крепятся полюсные башмаки 3. Снизу
катушка защищена кольцом 4 из немагнитного материала

Ти онодвод к кат\шкс ocyuieciи irxicn гибким кабс.чс\<
5, который автоматически наматывается на кабе.чьпып
барабан при подъеме и сматывается с него при спуске.
Электромагнит подвешивается к крюку цепями.
Подъемная сила электромагнита зависит от характе
ра и температуры поднимаемого груза: при большой
н'югпости ]руза (плиты, болванки) подъемная сила
увеличивается, при меньшей плотности (скрап, стрижка)
значительно уменьшается, с ростом температуры снижа
стся магнитная проницаемость, достигая нуля при
720е С, вследствие чего подъемная сила также падас!
до нуля.
Катушки таких электромагнитов питаются
постоянным током, имеют большую индуктивность и значитсль
ныи поток остаточного магнетизма. Поэтому при
отключении электромагнита должны быть приняты меры для
ограничения перенапряжении, а также для быстрого
освобождения электромагнита от груза.
Управление подъемным электромагнитом
производится Ьбычно посредством магнитного контроллера, на-
нсль которого с аппаратурой помещается в шкафу и
устанавливается в кабине крановщика. На рис. 3-7,6
показана принципиальная электрическая схема
магнитного контроллера ПМС-50, имеющего: вводной
выключатель (рубильник) ВВ; предохранители Пр1 и Пр2;
включающий контактор KB; контактор
размагничивания КР; резисторы ПС и PC. Постоянный ток к катуш
ке электромагнита Эм подводится от сети 220 В или oi
преобразовательного агрегата, установленного на кране.
Для захвата груза электромагнитом рукоятку коман
доконтроллсра ставят в положение В. Замыкается коп
такт КК командоконтроллсра. Получаст питание кон
тактор KB, который своими контактами подключает
электромагнит Эм к источнику питания, и груз
захватывается. Чтобы освободить электромагнит от груза, рукоя;
ку командоконтроллсра переводят в положение О. Рал
мыкается контакт КК, теряет питание контактор KB и
отключается от источника катушки Эм, но ток в нем'1
мгновенно не исчезает, а иод действием ЭДС
самоиндукции продолжает протекать в том же направлении но
цепи с резисторами ПС и PC. При этом напряжение меж
ду точками 1 и 2 оказывается достаточным, чтобы вклю
чичея контактор КР В результате катушка Эм
оказывается под напряжением обратной полярности, ток н
132

ней интенсивно уменьшается, а затем возрастает в
обратном направлении до значения, необходимого для
ликвидации остаточного магнетизма. Электромагнит
освобождается от груза, даже весьма легкого, например от
стружки.
В процессе изменения тока электромагнита
напряжение на катушке КР уменьшается, и при некотором
его значении контактор КР отключается, что приводит;
к разрыву цепи размагничивания, но катушка Эм
остается замкнутой на «резисторы. Это исключает
недопустимые перенапряжения на электромагните.
Подъемные электромагниты рассчитываются на
повторно-кратковременный режим работы с ПВ=50% при
продолжительности цикла не более 10 мин.
Отечественной промышленностью изготовляются электромагниты
двух форм: круглые типов М-22, М-42, М-62 и
прямоугольные типов ПМ-15 и ПМ-25. Выбор подъемных
электромагнитов .производится по напряжению, режиму
работы, подъемной силе, потребляемой мощности, форме
груза и его температуре.
3-9. КРАНОВАЯ АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ
Крановые силовые кулачковые контроллеры. С
помощью их осуществляются пуск, остановка, реверс и рс-
- гулированис угловой скорости крановых
электродвигателей как постоянного, так и переменного тока. В на-
' стоящее время силовые контроллеры применяются для
переключений в главных цепях двигателей мощностью
L до 30 кВт при Л, С и Т режимах работы механизмов
крана и от 30 до 75 кВт при Л и С режимах. Приводным
органом кулачковых контроллеров на постоянном токе
р является маховичок, а на переменном токе — рукоятка.
*». Каждое рабочее, а также нейтральное (нулевое)
положение имеет фиксацию.
Для управления асинхронными двигателями с
фазным ротором предназначены контроллеры типов ККТ-61
и ККТ-61 А, ККТ-62 и ККТ-62А, ККТ-68А, ККТ-Ю1,
ККТ-102, имеющие симметричную для обоих направлс-
" нин движения механизма схему замыкания контактов
< В контроллере ККТ-68А обмотки статора двигателя
, коммутируются двумя контактами реверса. Для
управления асинхронными двигателями с короткозамкну-
тым ротором выпускаются контроллеры типа ККТ-63, а
133

для механизмов подъема — также тина ККТ-64.
Последний позволяет обеспечить низкие скорости при посадке
груза путем включения двигателя в режим однофазного
торможения на нервом положении «Снуск» рукоятки
контроллера.
В схемах управления двигателями постоянного тока
применяются силовые контроллеры типов ККП-101 для
механизмов передвижения кранов и ККП-102 для
механизмов подъема.
Магнитные контроллеры. Они служат для
управления двигателями механизмов кранов средней и большой
производительности при мощностях двигателей до
150 кВт и напряженном режиме работы с высокой
частотой включений. Магнитные контроллеры
используются для приводов мощностью до 10 кВт при ВТ режиме,
до 30 кВт при Т и ВТ режимах и свыше 30 кВт при С,
Т и ВТ режимах. В таких контроллерах все
переключения в силовых цепях двигателей производятся
контакторами, катушки которых получают питание через
контакты малогабаритного командоконтроллера типа К.П,
установленного в кабине, а аппаратура управления и
защиты (контакторы, реле и др.) монтируется на
специальной панели, которая выносится на мост крана.
Приводным органом командоконтроллера служит рукоятка.
Магнитные контроллеры являются наиболее
универсальным средством управления крановыми
электроприводами.
Конструктивно панели магнитных контроллеров
выполняются в двух вариантах: каркасно-рссчпыми и
панельными на изоляционных досках. Каркасно-рссчные
конструкции имеют одну ступень изоляции между токо-
ведущими частями и корпусом и используются для
кранов, работающих в обычных производственных
помещениях. Панельные конструкции имеют две ступени
изоляции и применяются для кранов производств с большой
концентрацией токопроводящен ныли. При установке
магнитных контроллеров на открытых для доступа
людей площадках они размещаются в стальных шкафах с
запирающимися дверями.
Для управления двигателями механизмов
передвижения используются магнитные контроллеры трех
серий П, Т и К. У контроллеров серии П силовые цепи и
цени управления получают питание от сети постоянною
тока, у контроллеров серии Т — от сети переменного то-
134

В контроллерах серии К применяются аппараты уп-
павления постоянного тока, которые более надежные
эксплуатации и допускают большую частоту включений,
чем контакторы и реле переменного тока. Все указанные
контроллеры имеют симметричные схемы.
Для управления электроприводами механизмов
подъема применяются несимметричные магнитные
контроллеры серий ПС, ТС и КС, которые позволяют получать
от двигателей низкие посадочные скорости при спуске
грузов. Буква А в обозначении тина контроллера
подчеркивает, что управление двигателем автоматизировано в
функции времени или ЭДС, например ПСА, ТСА и др.
Для управления двухдвигатсльным приводом кранов
с тяжелым режимом работы на механизмах
передвижения применяются магнитные контроллеры серий ДП, ДТ
и ДК, а на механизмах подъема—ДПС, ДТС и ДКС.
Сдвоенные панели имеют двойной комплект
аппаратуры, которая переключается для управления одним или
двумя двигателями. По принципу работы эти панели не
отличаются от одинарных панелей.
- Выбор силовых и магнитных контроллеров
производят по роду тока, назначению механизма,
электрической схеме, мощности и напряжению двигателя,
интенсивности работы механизма (числу включений в час).
Крановые конечные выключатели служат для
предотвращения перехода механизмами предельно
допустимых положений (ограничение подъема грузозахваты-
вающего устройства, или хода тележек и мостов), а
также блокировки открывания люков и дверей кабины.
Указанная защита преимущественно выполняется
посредством рычажных конечных выключателей
поворотного типа, которые проще по устройству и надежнее в
работе, чем выключатели нажимного типа.
Для механизмов передвижения чаще всего
используют выключатели с самовозвратом в исходное
положение. Для ограничения верхнего положения крюка
применяется выключатель с грузовым приводом. Если
необходимо ограничить н верхнее и нижнее положения
захватывающего устройства, то устанавливают вращаю-
1 Щиеся конечные выключатели, связанные с одним из
валов механизма подъема.
В схемах управления крановыми электроприводами
применяются следующие тины конечных выключателей:
КУ-701 и КУ-706 — рычажные с самовозвратом (для

механизмов передвижения); КУ-703 —с самовозвратом
под действием груза (для механиков подъема).
Резисторы в крановых электроприводах
применяются для пуска, регулирования угловой скорости и
торможения двигателей, для цепей возбуждения и
управления, а также для тормозных и подъемных элсктромаг
нитов. Стандартные ящики резисторов выполняются с
литыми чугунными (серии ЯС), ленточными фехралсвы
ми (серии КФ) или проволочными константановыми
(серии НС) элементами, имеющими одинаковый длительно
допустимый ток для всех секций ящика. Из комбинации
таких ящиков или включения различных секций после
довательно и параллельно можно подобрать любые
необходимые сочетания ступеней сопротивления.
Крановые резисторы выбираются по условиям пов-
торно-кратковремсиного режима работы. Номинальную
продолжительность включения ПВПОм принимают
различной в зависимости от режима работы крана.
Например, для кранов общего назначения при легком режиме
работы для резисторов ПВ,юм= 12,5%, для среднего
режима ПВ„Ом=25%, для тяжелого ПВш,м=ЗО°/о-
Следует помнить, что не все ступени сопротивления
находятся в одинаковых условиях в отношении нагрева: при
пуске продолжительность включения больше для тех
ступеней, которые отключаются последними. Кроме то
го, больше вероятность включения тех же ступеней при
регулировании угловой скорости двигателя. Поэтом}
значение ПВном относятся только к последней ступени,
а для остальных ступеней выбирают значения ПВ,
убывающие пропорционально доли сопротивления,
выводимой при замыкании каждой ступени.
Нспыключасмыс резисторы рассчитываются на
номинальный ток ротора двигателя и на значение ПВ,
равное пли большее принятого для двигателя.
Постоянная времени нагрева у резисторов значительно меньше,
чем у двигателей, и кратковременные перегрузки,
допустимые для двигателя, могут быть опасными для
резисторов. Кроме того, независимо от расчетного значения
ПВ каждая ступень сопротивления должна выдерживать
кратковременную нагрузку номинальным током
двигателя длительностью не менее 30 с. •
Полный расчет и выбор резисторов, включающий он
редсленис суммарного сопротивления, разбавку его ш
ступеням согласно расчетам пусковых, тормозных и ре-
136

пглнровочиых характеристик двигателя и проверку вы-
бпаниых резисторов по перегрену для краноныч
приводов производят редко, например при проектировании
.нового контроллера или специального электропривода
крана. На практике пользуются каталожными данными
специальных готовых ящиков резисторов, подобранных
к определенным двигателям и контроллерам, либо
каталожными данными разбивки сопротивлений в долях но-
Каталожная разоивка con
для контроллера KKT-IOI
Обозначение ступе
PI—P5
Р5—Р7
Р7—РЮ
Р2—Р4
Р4—Р8
Р8—РЮ
РЗ—Р6
Р6—Р9
РЗ—РЮ
ротнвлешн
Сопротивление,
''" «ном
20
55
80
4
16
75
10
25
22
по ступеням
пв, %
25
17,7
12,5
25
17,7
12,5
25
17,7
12,5
Время работы, с
61
45
30
60
4Ь
30
60
45
30
финального сопротивления двигателя /?„„м- Такие
каталожные таблицы составлены применительно к типовым
„схемам контроллеров. Так, в табл. 3-1 приведена
разбивка несимметрично включенных резисторов по фазам ро-
,*гора асинхронного двигателя, управляемого кулачковым
^контроллером ККТ-101.
• Для двигателей постоянного тока /?цоы = £Люм/Люм,
где 11поы и /„ом — номинальные напряжения и ток яьоря
Двигателя; для асинхронных двигателей с фазным рото-
~Р~ом /?BOM=£W( VShnob,), где £2к » /2ном —ЭДС меж-
*ЯВу кольцами неподвижного разомкнутого ротора и но-
°минальный ток ротора.
Выбор резисторов но нагреву производят для
каждой ступени но эквивалентному длительному тоьу,
который определяется но формуле
/ЭД'Л-/Р| ПВ% 100</доп,
где /р=*н/21
- расчетный ток ступени, А;

kB — коэффициент, который для ступеней ускорения
принимается равным 1,25, для ступени противовключе-
ния 1,0 и для предварительной ступени 0,8;
Люп — длительно допустимый ток резистора, А.
Крановые защитные панели применяют при кот pen.
лерном управлении двигателями крана, а также вместе
с некоторыми магнитными контроллерами, не
имеющими собственных аппаратов защиты. На защитной панели
установлена электроаппаратура, осуществляющая
максимальную защиту от токов к.з. и значительных (свыше
250%) перегрузок крановых двигателей, а также
нулевую защиту, исключающую самозапуск двигателей
после перерыва в электроснабжении. В схему защитной
панели вводят контакты различных аппаратов,
обеспечивающих надежность работы крана и безопасность ею
обслуживания, например контакты конечных
выключателей, контакты люка кабины и аварийного
выключателя, вспомогательные контакты силовых контроллеров.
Конструкция защитной панели представляет собой
металлический шкаф с установленной в нем аппарату,
рой. Шкаф закрыт дверью с замком. Второй замок
сблокирован с главным рубильником. Размещаются
защитные панели обычно в кабине крана.
Для защиты двигателей переменного тока с
подключенными к ним проводами используются крановые
защитные панели типов ПЗКБ-160 и ПЗКБ-400 на
напряжения 220, 380 и 500 В, для защиты двигателей
постоянного тока — панели типа ППЗКБ-150 на 220 и 440 В.
Панели допускают подключение от трех ^до шести двша-
телей. В зависимости от числа защищаемых двигателей
и соотношения их мощностей панели комплектуются
соответствующим количеством блок-реле максимального
тока, которые при срабатывании воздействуют на один,
общий для группы из двух — четырех реле контакт; shim
уменьшается число контактов в схеме. Установка на
панелях блок-реле на различные токи дает возможное ib
защищать двигатели различной мощности.
На рис. 3-8 показана принципиальная электрическая
схема защитной панели типа ПЗК для трех двигателей
переменного тока. Основной аппаратурой панели
являются: вводный выключатель (рубильник) ВВ\ контакюр
КЛ; два групповых реле (РМ и РМО), состоящих из
блок-реле максимального тока РМ1—РМЗ — для
зашиты отдельных двигателей и блок-реле РМ01 и РМО2 —
138

зашиты подводящих проводов; кнопка КнР для
^{лючения панели; предохранители Пр цепи унравле-
нвЯо схему панели включены блокировочные контакты
контроллеров, контакт люка кабины ВКЛ, контакты
копой панели ПЗК.
нечных выключателей механизмов подъема ВКПП и
передвижения ВКВМ, ВКНМ, ВКВТ, ВКИТ, выключатель
ВА для аварийного отключения панели. Блок-реле при
срабатывании размыкают контакты РМ и РМО в цепи
катушки линейного контактора Л'Л, который отьлючает
все двигатели от сети.
Контактор КЛ можно включить нажатием кнопки
мР, если замкнуты контакты ВКЛ, В А, РМ, РМО и
Контакты 1-2 контроллеров. Для замыкания контактов

ВКЛ и 1-2 необходимо закрыть люк, ведущий из к;ц">; -
пы на мост, и установить контроллеры в нулевое {(>) i (.
.'ожеппс. После включения кегтактор КЛ своими < i ы_
K.ii'jKuiMH вспомогательными контактами создаст цц,
самс пшания, которая проходит через контакты J ; ,
4 г) контроллеров и конечных выключателей всех i|^
механизмов, а кпавнымп контактами подаст нан| яя-ц
н,е на силовые цепи двигателей.
Схема защитной панели ПЗК составлена так, >,jf
включение двшатсля возможно только для движем.я
механизма в сторону рабочей зоны. При этом пшлшц
кат>шки КЛ осуществляется через контакт конечге ю
выключателя, ограничивающего движение в данном
направлении. Например, при установке контроллера vona
в положение В, ,i.e. для движения «Вперед» контакт
3-4 размыкается,'а контакт 4-5 остается замкнуты.-»., и,-
этому катушка КЛ получаст питание через контакт ке -
нечного выключателя ВКВМ и будет отключена, и и
мост дойдет до краннсго-положения «Вперед». Для \<f-
ханизма подъема предусмотрен только один конец i й
выключатель ВКПП, так как нижний предел спуск;; ic
ограничивается.
Для защиты трехфазных асинхронных двигателе! <т
перегрузок достаточно иметь токовые реле в одной
фазе каждого двигателя (блок-реле РМ1, РМ2 и РМЗ),г
две дру1ие фазы двигателей можно объединить по, ( П-
щие блок-реле РМ01 и РМ02, которые защищают
линейные провода от к.з. Нулевая защита обеспечпвае ня
самим контактором /<Л.^После срабатывания любой из
аппаратов защиты пли конечных выключателей bi < ьь
включить схему в работу можно лишь после возврата
всех контроллеров в нулевое положение.
На рис. 3-9 изображена принципиальная элект[ и-.е-
ская схема защитной панели типа ППЗК для трех ,j i1-
гатслеп постоянного тока. Кроме общего контакте ра
КЛО, соединяющего контактный провод J12 со теми
двигателями, панель имеет контакторы ДУ7/—КЛЗ , чя
подключения двигателей через соответствующие
контроллеры к другому контактному проводу J11. Кс in г;к-
тор КЛО включается кнопкой КнР и остается вклк'.ен-
ным в течение всего времени при нормальной р;'бете
крана.
Контакторы КЛ1—КЛЗ включаются и отключаю к. я
контактами 3-4 и 4-5 контроллеров при каждом пике"
140

овкс двигателей, что облегчает условия работы
ых контактов контроллеров Конечные
выключатече в цеи кат ответству
ло
ли механизмов
катушек
соответствуем г и
'Ряс. 3-9. Электрическая схема защитной панели ППЗК.
ЮЩих контакторов, поэтому в крайнем положении
какого-либо механизма отк.-ючастся только двигатель
данного механизма, а не вся защитная панель, что создаст
Удобства для работы оператора.
Размыкающим контакт кнопки КнР предотвращает
одновременное с контактором АУ7О включение контак-
1 141

торов КЛ1—КЛЗ, которое при наличии к.з. в цепи
управления или силовой цени могло бы привести к аварии.
В главную цепь каждого двигателя включена кагушк
группового реле РМ (катушки РМ1—РМЗ), кроме тою,
одна катушка реле РМО включена в общий силовой
провод. Обмотки тормозных электромагнитов моста
ЭмТМ, тележки ЭмТТ и подъема ЭмТП подключаюкя
к сети замыкающими вспомогательными контактау и
соответствующих контакторов.
3-10. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕМЫ КОНТРОЛЛЕРНОГО УПРАВЛЕНИЯ
ДВИГАТЕЛЯМИ КРАНОВЫХ
МЕХАНИЗМОВ
'—Схемы управления крановыми двигателями moi\t
быть симметричными и несимметричными относительно
нулевого изложения силового контроллера или командо-
контроллера. Симметричные схемы применяют для
приводов механизмов передвижения, а в некоторых случаях
и для приводов механизмов подъема. В таких схемах при
одинаковых по номеру положениях рукоятки
(маховичка) контроллера при движении в разные стороны
двигатель работает на аналогичных характеристиках о> =
=f(M). Несимметричные схемы используют для
приводов механизмов подъема, когда при подъеме и
спуске груза требуется, чтобы двигатель работал на раз'шч-
ных характеристиках, так как обычно ьсфьи.
На рис. 3-10,а показана электрическая схема
управления асинхронным двигателем с фазным ротором
посредством контроллера типа ККТ-61А, который имеет
симметричную схему и применяется для механизмов
передвижения и подъема.
Напряжение на контроллер подается через пароль
ПЗК- Одна фаза ЛЗ питающей сети подводится к иа-
тору двигателя Д непосредственно, а две фазы Л1 и
Л2— через контроллер. В первом положении Вперед
(Подъем) рукоятки контроллера замкнуты контакты
КЗ, К7 (рис. 3-10,6) и статор двигателя включается в
сеть при полностью введенных сопротивлениях в цепи
ротора. В первом положении Назад (Спуск) замкнуты
контакты К1 и К5, чем обеспечивается изменение
порядка чередования фаз напряжения на зажимах статора
С1, С2 и СЗ. Одновременно со статором двигателя в ccib
включается тормозной электромагнит ЭмТ, расторма-
142

Рис. 3-10. С
механическ
нические характеристики
контроллером ККТ-61А.
жлючсния (с), контроллерная диаграмма (б) и
(в) асинхронного двигателя, управляв-

живающий механизм (троллейный токоподвод, покгн щ.
ный на схеме, применяется только для привода ik j_
ема).
При'дальнейшем перемещении рукоятки контроп (ра
в положения 2—5 Вперед (Подъем) или Назад (Спцц )
замыкаются контакты К2, К4, Кб, К8, КЮ и шунп;^.
ются ступени пусковых резисторов в цепи ротора дтчг.-
теля. Резисторы выводятся по фазам несимметрично, ',;о
позволяет уменьшить число переключающих контакк в
контроллера при требуемом числе пускорегулирово'п.ьх
ступеней и получить механические характеристики (pi с.
3-10,в), обеспечивающие требуемый режим работы
механизма. При пуске оператор должен переводить р>м.ит-
ку контроллера из одного положения в другое с нексто-
рым интервалом времени, в противном случае могут ы j.
никнуть недопустимые броски токов и моментов дв-па-
теля. Характеристика / с малым моментом при о> —О
используется для устранения люфтов в редукторах и
слабины канатов при пуске двигателя.
При опускании средних и тяжелых грузов с помпой
скоростью двигатель работает в генераторном режп- е
(например, при моменте Мс1 угловая скорость — с»,).
Пониженную угловую скорость в этом случае можно ьо-
лучить на положении контроллера / Подъем (напр|рчр,
угловая скорость — со| при Мс{), т.е. при работе дшпа-
теля в режиме противовключения.
Легкие грузы, не преодолевающие трение в
механизме, и пустой крюк опускаются при работе двигателя в
двигательном режиме на положениях контроллера Ciujlk
(например, при моменте — Мс2 угловая скорость спуска
на характеристике 5 будет — со2, а на характернапке
/ — более низкая скорость — а>'2)-
Схема обеспечивает защиту двигателя от перегр\з<>к
по току с помощью группового максимального реле РМ
(РМ1—РМЗ). С помощью контактов К9, KU, Ю2
издаются цепи конечной и нулевой защиты. Все виды fa-
щит действуют на отключение контактора КЛ, к;н н
предусмотрено в панелях ПЗК.'
Для управления двигателями постоянного тока i »■
следовательного возбуждения применяются контро е-
ры типа ККП-101 (для механизмов передвижения), ьо-
торые имеют симметричную схему, и типа ККП-102 (i 5!
механизмов подъема) с несимметричной схемой.
144

Ma рчс. 3-11 в качестве примера показагы с\иы
включения при различных положениях контроллер? и
типовые механические характеристики двщателя,
управляемого контроллером ККП-102. В положениях Поды и
якорь двигателя Д, обмотка возбуждения ОВД, o6moi-
Рис 3-11. Схе
характеристики (б)
двигателя
последовательного возбуждения,
управляемого контроллером
ККП-102.
ка тормозного электромагнита ЭмТ и пускорегулирую-
Щие резисторы Р1—Р2, Р2—РЗ, РЗ—Р4, Р4—Р5 и Р5—
Р6 соединены последовательно. Пуск двигателя на
подъем и регулирование угловой скорости осуществляются
Путем постепенного выключения резисторов в цепи
якоря. Характеристика / при этом имеет то же назначение,
что и в предыдущей схеме.

В режиме спуска используется потенциометрическая
схема с параллельным соединением цепей якоря и
обмотки возбуждения. Регулирование угловой скорости
осуществляется изменением сопротивлений в цепи
обмотки возбуждения и в общей части схемы. Опускание
пустого крюка и легких грузов производится в
двигательном режиме работы двигателя (/// квадрант на рис.
3-11,6), опускание средних и тяжелых грузов —в
генераторном режиме (IV квадрант). Применение такой
схемы включения двигателя дает возможность получить
достаточно жесткие характеристики v>=f(M) как при
малых, так и при больших скоростях опускания грузов.
При переводе контроллера в нулевое положение из
положений спуска двигатель включается по схеме
динамического торможения с самовозбуждением
(характеристика 0).
Схемы контроллеров ККП позволяют осуществить
максимальную, конечную и нулевую защиту. Если
применяется ЭмТ независимого возбуждения, то в
дополнение к контроллеру устанавливается контактор.
3-11. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ КОНТАКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ
ДВИГАТЕЛЯМИ КРАНОВЫХ
МЕХАНИЗМОВ
Магнитные контроллеры применяются
преимущественно для управления двигателями кранов с тяжелыми
режимами работы Т и ВТ.
Рассмотрим работу двух серий панелей магнитных
контроллеров ТА и П и отметим особенности
механических характеристик двигателей, управляемых
посредством панелей серий КС и ПС.
На рис. 3-12,а показана принципиальная
электрическая схема магнитного контроллера типа
ТА-161,'который подключается к сети через защитную панель, так
как не имеет собственных аппаратов защиты. Этот
контроллер применяется для механизмов передвижения.
Оператор воздействует при управлении двигателем па
командоконтроллср КК, имеющий семь контактов и
девять фиксированных положений рукоятки.
Обмотка статора двигателя подключается к сети
через реверсирующие двухлолюсные контакторы KB и КН.
Резисторы в цепях ротора двигателя выводятся
посредством двухполюсных контакторов КП, КУ1—КУЗ. Схе-
146

ма позволяет получить: автоматический пуск на
естественную характеристику в функции независимых
выдержек времени, создаваемых электромагнитными реле
РУ1—РУЗ, питание катушек которых производится
через выпрямитель Вп от панели ПЗК; работу на трех
промежуточных скоростях; торможение противовключени-
ем при переводе рукоятки КК в первое положение
обратного направления.
В нулевом положении рукоятки КК через замкнутый
контакт ККО включается реле напряжения РН и своим
контактом подготавливает к работе основные цени
управления. В первом положении рукоятки КК, например
Вперед, замыкается контакт КК1 и включается
контактор KB, который своими главными контактами
присоединяет статор двигателя к сети, а вспомогательным
контактом включает реле РВ. Через замыкающий контакт
РБ включается контактор КТ, который подает питание
в обмотки тормозного электромагнита ЭмТ, механизм
растормаживается и двигатель пускается в ход с
полностью включенными резисторами в цепи ротора
(характеристика / на рис. 3-12,6).
В положениях 2—4 командоконтроллера
соответственно включаются контактор КП и с выдержками
времени— контакторы КУ1—КУЗ. После срабатывания
контактора КУЗ в цепи ротора остается включенным
небольшое сопротивление, смягчающее естественную
характеристику двигателя для уменьшения пика момента
при ускорении.
Для быстрой остановки двигателя следует перевести
рукоятку КК в положение / Назад. При этом
отключаются контакторы KB, КП, КУ1 — КУЗ и реле РБ (на
небольшой отрезок времени), форсированно
срабатывает реле РГТ (резистор R3 шунтирован контактом РБ)
и происходит торможение противовключением при
введении всех резисторов в цепь ротора При скорости
со «О реле РП теряет питание, и оператор должен
перевести рукоятку КК в нулевое положение. Для реверса
двигателя рукоятку КК необходимо установить в одно
из положений 2, 3 или 4 Назад.
В цепи катушки реле РН находятся контакты
конечных выключателей ВКВ и ВКН, а также контакт
аварийной кнопки КнС. После срабатывания какой-либо
защиты или перерыва в электроснабжении пуск двига-"
теля возможен только после установки рукоятки ком аи-

доконтроллера в нулевое положение, когда контакт К КО
замкнут и включится реле напряжения РН.
На рис. 3-13, а показана принципиальная
электрическая схема магнитного контроллера тала П для
управления двигателем постоянного тока последовательного
■>уждения, а на рис. 3-13,6—механические характе-
>
щ
з \з'
s
\
-Не.
180
j назад \Щ^
1 1 У
п
\\\
\^
V
\*
^\
■*■
-то
1
Вперед
ь
-
10,
\
с.
<
-/
ПН
0%
Рис. 3-13. Электр!
механические
ла схемы (в).
1П1ИТНОГО контроллера типа П (а),
кранового двигателя (б) и вариант уз--
ристики двигателя. Такие контроллеры применяются на
механизмах передвижения кранов и имеют
симметричную схему.
В цепь якоря двигателя включены: обмотка
возбуждения ОВД, катушка тормозного электромагнита ЭмТ
и четыре ступени сопротивления Rl — R4,
предназначенные для пуска, торможения и регулирования угловой
.скорости. Реверсирование двигателя осуществляется
•переключением контакторов КВ1, КВ2 и КН1, КН2,
изменяющих полярность напряжения на якоре. Схема
149

контроллера обеспечивает работу двигателя в
двигательном режиме и в режиме протпвовключенпя. П^ск
двигателя автоматизируется с помощью реле времени
РУ1 — РУЗ, которые срабатывают, когда в положениях
/ (Вперед и Назад) командоконтроллера КК по цепи
якоря начинает проходить ток. Отключаются реле в
результате шунтирования их катушек контактами КН,
КУ1 и КУ2.
При движении механизма Назад (или Вперед) для
быстрой его остановки или реверсирования следует
перевести рукоятку КК в положение 2, 3 пли 4 Вперед
(или соответственно Назад). Происходит торможение
нротивовключенпем по характеристике ПВ (пли ПН).
Этот процесс контролируется с помощью реле РПВ (или
РПН) и подробно описан в [25]. Если при угловой
скорости, близкой к нулю, перевести рукоятку КК в
нулевое положение, то двигатель остановится, а если
рукоятку оставить в прежнем положении, то будет
осуществляться автоматический пуск двигателя в направлении
Вперед (пли Назад).
Защита силовой цепи достигается с помощью
максимального реле РМ, цепи управления —
предохранителями Пр. Реле РН служит для нулевой защиты.
Отключение механизма в предельных положениях
производится конечными выключателями ВКВ и ВКН.
Некоторые исполнения контроллеров серии П
позволяют при установке рукоятки КК в первое положение
включить двигатель Д по потенциометрической схеме
(рис. 3-13,в). Характеристика двигателя а в этом
случае показана на рис. 3-13,6. Таким способом
обеспечиваются условия точной остановки не полностью
загруженного механизма
Магнитные контроллеры переменного и постоянного
тока для механизмов подъема имеют несимметричную
схему. При работе на подъем характеристики
двигателя мало отличаются от приведенных на рис. 3-12,6 и
3-13,6. В режимах спуска груза асинхронный двигатель
включается для работы в тормозном режиме по
однофазной схеме питания, в режиме противовключения
либо в генераторном режиме (см. характеристики а, б
и в на рис 3-12,6), как это имеет место в контроллерах
типа КС В контроллерах типа ПС для получения
жестких характеристик со=/(М) при спуске якорь
двигателя и обмотка возбуждения включаются параллельно по
150

потенциометрпческой схеме (см. рис. 3-11,а) с
различными соотношениями сопротивлений во всех цепях.
Такая схема включения двигателя крана обычно
называется схемой «безопасного спуска». Механические
характеристики для этой схемы показаны на рис. 3-11,6.
3-12. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД КРАНОВЫХ
МЕХАНИЗМОВ С ТИРИСТОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
За последние годы в электроприводах кранов -начинают
внедряться тиристорные преобразователи (ТП) для управления
двигателями постоянного и переменного тока На постоянном токе
применяется система ТП-Д с двумя комплектами вентилей или с одним
комплектом н переключателем полярности напряжения в якорной
цепи двигателя для реверса Угловая скорость двигателя в таких
системах регулируется путем изменения напряжения на якоре.
В приводах переменного тока прн включении ТП в цепь статора
асинхронного двигателя путем изменения напряжения на двигателе
можно ограничить пусковой момент, получить плавный пуск
(торможение) двигателя и необходимый диапазон регулирования
скорости электропривода.
В качестве примера на рис. 3-14, а изображена принципиальная
схема тиристориого управления двига(елем постоянного тока
независимого возбуждения для механизма подъема мостового крана.
Якорь двигателя Д питается от реверсивного тиристорного
преобразователя, который состоит из силового трансформатора Тр, служаще-
го для соглясовзния напряжении двш ятсля и сети, двух групп ти*
ристоров Т1—Т6, Т7—Т12, соединенных по трехфазной мостовой
встречно-параллельной схеме и образующих два нереверсивных
преобразователя 777/ и 7772, реакторов PI и Р2, служащих для
ограничения уравнительного тока.
Преобразователь Till работает выпрямителем при подъеме
любых грузов и инвертором — при спуске средних и тяжелых грузов.
Преобразователь Г/72, обеспечивающий противоположное
направление тока в якоре двигателя, работает выпрямителем при силовом
спуске (а также в переходном режиме пуска двигателя на
тормозной спуск) и инвертором — прн торможении в процессе подъема.
Мощность тиристоров преобразователя ТП2 может быть выбрана
меньше, чем преобразователя 7/7/, поскольку ток двигателя при си-
лых грузов.
Регулирование выпрямленного напряжения U& тиристорного
преобразователя, т.е. напряжения на якоре двигателя,
осуществляется с помощью полупроводниковой системы импульсно-фазового
управления, состоящей из двух блоков СИФУ-I и СИФУ-2, подаю-
Щих на тиристоры по два отпирающих импульса UnM, сдвинутых
Между собой на 60°. С целью упрощения системы электропривода
применяется совместное согласованное управление группами
реверсивного тиристорного преобразователя, при котором между углами
регулирования выпрямителя а* и интервала ап поддерживается
соотношение ап+аи<180° с одновременным ограничением углов
а«.то*<165°иа„,т,„»-15°.
151

Рис. 3-14 Электрическая схема (с) и характерист
электропривода по системе ТП-Д.

Тиристор""'1 з
«У^вногГсуммируюшего мапшi него усилителя " (СМУР)'Т кото;
Гпитается от генератора прямоугольного напряжения частотой
122?отрицательные обратные связи (ООС) по напряжению Ud и то-
kv h двигателя. Сигнал Uy « цепи управляющих обмоток СМУР
Лпгтавляег собой разность задающего напряжения Ua, поступаю-
^ С резиетора R4, и напряжения обратной связи *„.„[;,.,
снимаемого с потенциометра ПОС. Значение и полярность задающего
сигнала, определяющего скорость и направление вращения привода,
пегулирУются с помощью командоконтроллера лА, переключаюше-
^резисторы R1-R3.
В схеме предусмотрено ограничение уровня сигнала Uy с пи-
йошью двух стабилитронов Ст/ и Ст2, включенных параллельно
управляющим обмоткам СМУР. Если разность напряжений Uj —
-— ko#Ud превысит напряжение пробоя стабилитрона i/CT, то
стабилитроны будут проводить ток, а напряжение и'у на обмотках
управления останется равным L/'y max = (Уст. Следовательно, при
Ud<{U«—U")/b<>-« обратная связь по Ud не действует, что обычно
имеет место при токах двигателя 1а^ B,0^-2,3) 1а,„он При меньших
ТОках Id сигнал обратной связи k0 HUd> (U*— и„) и напряжение
V'y<Ucr, поэтому ток через стабилитроны не проходит и ООС по
напряжению вступает в работу.
*> Сигнал ООС по току U с отсечкой (ток отсечки равен /0Тс)
вырабатывается блоком токовой отсечки БТО, который получает
питание от двух групп трансформаторов тока (ТТ1—ТТЗ и ТТ4—ТТ6),
.первичные обмотки которых включены в провода питания
преобразователен ТП1 и ТП2. В каждой группе трансформаторов тока их
вторичные обмотки, соединенные в звезду, включены на резисторы
Й?т, с которых снимается трехфазное напряжение,
пропорциональное току питания /2ф соответствующего преобразователя, т е току
•Й|юря двигателя, поскольку /гф=/й. В блоке £7 0 эти напряжения
"" отся, н* через стабилитроны отсечки результирующее на-
токовой отсечки (Ут,0 подается на токовые обмотки управ-
\.'Г» it II ___ _ _ I J | ^ f
акова,
г - г о прп-
к уменьшению результирующего сигнала управления СМУР
И СниКению напряжения Ud В шшерторном режиме работы ТП1
J&bTHZ, наоборот, при увеличении UT0 напряжение Ud возраста-
|ег. Тем самым ограничивается ток ld в силовой цепи в статических
^•Динамических режимах Значение тока отсечки /otci выбирается
овля ТП1 большим, чем значение /ОТс2 для ТП2
Для получения крутопадающих механических характеристик
1§-/(Л1) двигателя и ограничения темпа нарастания тока якоря в
™Реходиых режимах дополнительно к перечисленным выше обрат-
ным связям применяется положительная обратная связь по напря-
**"ию и„, сигнал которой снимается с якоря двигателя и через ре-
^°Р ^о подается на управляющие обмотки СМУР Коэффициент
■» с иач1^.мР учТаСсЯткрмВ'х1рактертетики Df^ = f(U>)' п^ео^а^ова-
«ащ (рнс 3-14,6), но на порядок меньше коэффициента ko,, отрн-
ня СМУР. Напряжение (Ут,0 равно нулю при т
и токах |/о|>/отс величича (/т.о>б, а полярность его т
в выпрямительном режиме работы ТП1 или ТП2 рост UT,

цательной обратной связи по Ud. Действие положительной свя.щ в
основном проявляется в зоне токовой отсечки, это обеспечивает пы
сокий коэффициент заполнения fcmu = Мотс/Мстоп »: 1 характеристик
ш = ДМ)-
На рис. 3-14, в изображены механические характеристики
электропривода подъема крана по системе ТП—Д для нескольких :<(|?.
чений задающего напряжения UM соответствующих различны- ш!.
ложенням рукоятки командрконтроллера КК
Полная схема управления автоматизнропанного электро.ршшца
мостового крана с тиристорным управлением включает в себя hcl
блокировочные связи и защитные цепи, которые были рассмотрены
в приведенных ранее схемах
3-13. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПОДВЕСНЫХ ЭЛЕКТРОТЕЛЕЖЕК
Для.подъема и перемещения грузов в цехах
промышленных предприятии, на заводских территориях и
складах широко применяются подвесные электротележки
грузоподъемностью от 0,1 до 5 т. Они меньше мостовых
кранов, что сокращает размеры промышленных здании,
а их обслуживание не требует квалифицированного
персонала В подвесных электротележках (рис. 3-15) в
качестве *1 рузоиодъемного механизма применяется эчект-
роталь, состоящая из грузового канатного барабанг /,
приводимого во вращение двигателем 7 через ред\к-
тор.2 С главным валом привода подъема связаны
диски электромагнитного тормоза 3. Электроталь
смонтирована на ходовой тележке 5, колеса которой
опираются на нижние полки двутавровой балки — монорельса 6
и приводятся в движение от двигателя 4 через цппинд-
рпчеекпй редуктор (небольшие электротележки не
имеют этого двигателя и перемещаются вручную).
Движение крюка 9 вверх ограничивается конечным
выключателем 8 Перемещение тележки по монорепьсу
также ограничивается конечными выключателями Ток
к двигателям подводится от контактных проводов
(троллеев), подвешенных на уровне монорельса, при
помощи токосъемников, укрепленных на кроншгенне
ходовой тележки
Подвесными электротележками оснащаются и кран-
балки—легкие мостовые краны грузоподъемностью не
более 5 т. Мост кран-балки, имеющий механизм
перемещения с электроприводом, выполнен в виде о/и
балки, по которой движется ходовая электротележка
Для привода подвесных электротележек, как прав
ло, применяются трехфазные асинхронные двигатепи
■ой

поткозамкнутым ротором и лишь при большой грузо-
ппъемности и необходимости регулирования скорости
плавной
ля пл
с ф
авной «посадки» грузов — асинхронные двигате-
Э б
и с
плавной д ру р д
фазным ротором. Электротележками с небольшой
Рис. 3-15. Общий вид подвесной электротележю
скоростью перемещения @,2—0,5 м/с), имеющими
привод от двигателей с короткозамкнутым ротором, обычно
Управляют с уровня пола (земли) при помощи
подвесных кнопочных станций В подвесных тележках и кран-
°алках с кабиной для оператора (при скорости движе-

ння 0,8—1,5 м/с) двигателями с фазным ротором yi )Мв.
ляют посредством контроллеров.
На рис. 3-16 показана принципиальная элект)
таская схема подвесной электротележки с привод,- ,)т
асинхронных двигателей с короткозамкнутым р(кр(;м
Напряжение на схему подается с троллеев, нодк .к чеи-
Рнс 3-16 Элсктричс
а подвесной э
хтротсло
ных к сети через автоматический выключатель ВА.
Двигателями подъема Д/ и передвижения Д2 унравля-
ют при помощи реверсивных магнитных пускателей А'Я,
КС {Подъем—Спуск) и KB, KH (передвижение
Вперед— Назад), катушки которых' включаются с
помощью кнопок КнП, КнС и КнВ, КнН. На
электротележках не применяют шунтирования замыкающих
контактов кнопок вспомогательными контактами
контакторов, поэтому работа каждого двигателя возмс жиа
при условии, что соответствующая кнопка удерживаечея
в нажатом положении. Это устраняет опасность ухода
тележки от оператора, так как при отпускании кн< пки
двигатель отключается от сети. Для предотвращения
одновременного включения пускателей КП и КС, 1\В и
КН служит блокировка размыкающими вспомоипс пь-
нымп контактами пускателей.
Режим работы двигателей подвесных элсктро1
слежек зависит от их назначения. Если грузы переметают
156

небольшие расстояния, то двигатепи работают в по-
"тооно-кратьовременном режиме (например, у тележек,
Услуживающих участки цехов пли складов). Для теле'
лек транспортирующих грузы по территории завода на
носительно большие расстояния, режимы работы дви-
°Ттелей подъема и перемещения различны: для первых
гдрактерен кратковременный режим, для вторых —
длительный. Мощность двигателей подъема и
перемещения подвесных тележек определяется так же, как для
~' пей механизмов мостовых кранов.
3-14. ТОКОПОДВОД К КРАНАМ
Электроэнергию к мостовым кранам подводят от об-
"шей сети переменного тока пли от преобразовательных
установок постоянного тока. Поскольку механизмы кра-
ва вместе с электродвигателями и аппаратурой переме-
\Рис.З-17 То*

щаются относительно источника питания, токоподвод к
ним осуществляется при помощи контактных проводов
троллеев или гибким кабелем.
Токоподвод плоским гибким кабелем применяется
только для кранов, работающих во взрыво- и
пожароопасных помещениях. Троллейный токоподвод
выполняется с жесткими троллеями из профилированной стали
в виде уголков, рельсов или швеллеров, а также с
гибкими троллеями из стали круглого сечения или сгаль-
ных омедненных проводов.
Схема токоподвода к мостовому крану на
переменном токе с гибким кабелем показана на рис.3-17, а. Здесь
М — мост крана. От цеховой подстанции П через
автоматический выключатель ВА питание подводится
кабелем к сборной коробке КС, установленной у одною из
концов подкранового пути 4. От этой коробки после
рубильника В идет главный гибкий кабель 3 к
вводному выключателю ВВ защитной панели ПЗ крана.
Кабель 3 может быть собран в петли вдоль подкраноного
пути при помощи роликовых кареток /, свободно
перемещающихся по специальному рельсу 2,
установпенному вдоль подкранового пути, или по туго натянутому
канату вдоль- этого пути.
На рис. 3-17,6 изображена схема троллейного iоко-
подвода на переменном токе. От сборной коробки hC
питание подводится к главным троллеям 77 — ТЗ,
установленным на изоляторах 3 и располагаемых вдоль
подкранового пути (на рисунке по*казаны троллеи из >
юлка). По ребрам уголков скользят чугунные башмаки /,
шарннрно закрепленные на изоляторах -стойки ижо-
съемынка 2 моста. При помощи медных многожичьиых
перемычек 4 башмаки соединяются с зажимами 5, от
которых отходят провода к защитной панели.
Аналогичным образом осуществляется троллейный
токоподвод к тележке крана. Вспомогательные троплен
(или гибкий кабель) располагаются вдоль пролета
моста, а токосъемники — на тележке.
Выбор сечения токоподводящих проводников (i рол-
леев и гибких кабелей) производят по току нагрузки и
по потере напряжения. Поскольку двигатели крановых
механизмов, как правило, работают с переменной "а'
грузкой, а несколько двигателей одного крана м<гут
работать неодновременно, расчетный ток проводников
определяют приближенными методами. Один из таких
158

ов основан на использовании опытных данных по
М^плуатации кранов и рассматривается ниже.
расчетная мощность Рр, кВт, потребляемая из сети
группой двигателей, определяется по формуле
Рр = сР3 + ЬРС, C-29)
р3 установленная мощность при ПВ=25% трех
наиболее крупных двигателей в группе, кВт; Рс —
суммарная мощность при ПВ=25% всех двигателей в груп-
пр кВт" Ь и с — опытные коэффициенты (обычно Ь =
2(Л06^0.18; '=0,3)
расчетный ток /Р, Л, для кранов, работающих на
переменном и постоянном токе, соответственно равен:
/^ = 1000 Яр/ (VTt/нм. cos ф); C-30)
/р=1000Рр/^ном, C-31)
где £/Ном — номинальное напряжение сети, В; cos ф —
средний коэффициент мощности двигателей,
принимаемый равным 0,7.
Сечения троллеев и кабелей выбирают по
расчетному току. При этом должно соблюдаться условие
■ /р</дол, C-32)
где /доп — длительно допустимый ток для проводника
выбранного сечения, Л.
Потеря напряжения Дц, %, в крановой сети при
прохождении пусковых, тормозных и рабочих токов не
должна превышать 8—12% из условия сохранения
достаточной перегрузочной способности асинхронных
двигателей, нормальной работы электромагнитов и
электрических аппаратов управления. Общая допустимая
потеря напряжения распределяется по участкам
крановых сетей следующим образом: главные троллеи 3—4%;
магистраль до главных троллеев 4—5%; сеть в пределах
крана 1—3%. Для установок с редкими пусками
допускается Аи не более 15%.
Прк расчете по потере напряжения сечение s, мм2,
Медных и алюминиевых проводов для переменного и
постоянного тока соответственно определяется для
каждого участка сети по формулам
х I cos ф/@Дц' % £/Н0М); C-33)
100 • 2Imax l/(oAu' % UaoM), C-34)

где lmax—максимальный ток нагрузки, А; I — д.-].,,
провода, м, а—удельная проводимость материал/| р0
вода, м/(Ом-мм2) (для меди она равна 57, для алю-,,*
пня 6Ъ; для стали 8); Ды'%—допустимая по i ер и Ма'[
пряжения па участке.
Значение /тах, А, для главных троллеев и при (,,.0Q
магистрали определяется в зависимости oi числа гц i.co,
едниенпых'крапов:
при одном крапе
/тат = /и/|10М1 + /пом2; (\ 35)
при двух кранах »
Lax = т/ном1 + /НОМ8 + /1ЮМ1,2) (i-36)
где т — кратность пускового тока; /пом1 — номинал,!,ый
ток наибольшего двигателя первого крапа, А; /,,..2 —
поминальный ток второго по величине-двигателя -юго
же крана, A; /HOmi,2 — номинальный ток наибольшс! о по
мощности двигателя второго крапа, А.
Из двух значений сечения проводников,
определенных по /Доп и по Ди %, выбирают большее.
Для стальных троллеев, передающих переменный
ток, следует учитывать реактивную составляющего
потери напряжения. В этом случае выбранное по /UC1,
сечение троллея проверяют по потере напряжения с
учетом влияния ее реактивной составляющей согласно
формуле
Дн % = 100 V^jiR cos ф+X sin ф) Imax UUH0W C-37)
где R и X — соответственно активное и реактивное
сопротивления троллея па 1 м длины, Ом/м (находятся
из справочной литературы).
Наиболее распространенные сечения троллеем из
уголковой стали —от 50x50x5 до 75x75x10 мм
Часто в случаях, когда сечение троллеев не удовлетворяет
требованию Ди^ДиДо„, применяют дополнительное
питание их в нескольких точках. Для этого обычно
используют алюминиевую шипу, прокладывая ее н..рал-
лелыю троллею на тех же крепежных конструкциях.
В справочниках значения /доп для стальных фолле-
ев даются обычно при переменном токе и ПВ=КЮ%-
При меньших значениях ПВ нагрузка может бып> \иС' '
личена, например, при ПВ=40%, в 1,5 раза. Наг[)>^ка I
160 .

стапьные троллеи при постоянном токе может быть
елич'ена в 1,5—2 раза по сравнению с доп>стнмой
нагрузкой на переменном токе.
Крановые сети защищены от токов к з , но обычно не
меют специальной защиты от перегрева. Поэтому в со-
тветствни с ПУЭ аппараты защиты от токов к з выби-
оают так, чтобы поминальный ток плавкой вставки
уст<3/доп, а ток срабатывания электромагнитного рас-
цепителя автоматического выключателя /tpac^4,5 /ДОп,
где ^доп—длительно допустимый ток защищаемого
участка сети. Для автоматических выключателей с
комбинированными расцепнтелями должно соблюдаться
условие /нои.расц^ 1,5/до„, ГДе /ном.р^сц — ИОМИНЭЛЬНЫЙ ТОК
расцепителя.
.Глава четвертая
.ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И АВТОМАТИЗАЦИЯ
ЛИФТОВ
4-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛИФТАХ
В различных отраслях народного хозяйства
используются подъемные механизмы прерывистого режима
работы, служащие для перемещения людей и грузов в
вертикальном направлении по строго определенному пути в
^специальных грузонесущих устройствах—кабинах, ков-
^шах, сосудах и т. п. К числу самых распространенных ме-
шзмов вертикального транспорта относятся лифты, ко-
иаходят все большее применение в зданиях совре-
-wJHbix промышленных предприятий и в жилых домах.
*- Лифты являются стационарными механизмами, пред-
•назначеннымн для транспортировки с одного этажа
здания на другой грузов и людей в кабинах, которые
перемещаются в огражденной со всех сторон шахте. В настоящее
^время лифты выполняются с высокой степенью
автоматизации операций по открыванию и закрыванию две-
Ц*и» по передвижению и остановке кабины; они отлича-
В°тся безусловной безопасностью, комфортабельностью и
1*бщедоступпостыо пользования.
| По назначению лифты разделяют на пассажирские,
грузовые с проводником и без проводника,
грузопассажирские, специальные. По скорости движения кабины
11-612 161

различают тихоходные (до 0,5 м/с), быстроходные (, 0
1,0 м/с) и скоростные (свыше 1,0 м/с) пассажгра цс
лифты. Грузовые лифты чаще всего работают при см р(.
сти движения кабины 0,1—0,5 м/с. Грузоподъе м< с Гь
пассажирских лифтов составляет от 250 до 1500 кг (] (,
от 3 до 21 пассажира), грузовых — от 50 до 5000 кг
При большом разнообразии вариантов конструкций
пассажирских и грузовых лифтов основными узламг i г0.
рудовапия для них япля| т.
ся подъемная лебедка, к<п а.
ты, кабина, протсно: ее,
двигатель, механичен пи
тормоз и аппаратура
управления.
На рис. 4-1 показан < G-
щий вид пассажире! (io
лифта. В огражденной со
нсех сторон шахте 2 по
направляющим 4 и 15
перемещается кабина С, подве,, ш-
ная на несущих канатаi 7,
которые навиваются в i t-
сколько заходов в клт о-
гшдные или полукруглые о-
рожки па поверхности kai a
товедущего шкива 12. Снхль
между шкивом 12 и глащ ' -
ми канатами 7 ос^щест.л-
егся за счет трения, a i с
жестким креплением, \uv и
барабанных лебедках .. < i -
товых кранов. Па друг< м
конце канатов 7 подвенкп
противовес 14, которыг дш1-
жется по своим напрапл -
ющим. Движение шкину и
несущим канатам coof>m< -
ется от двигателя 10 в бо ь-
шннстве случаев через
червячный редуктор
На верхней части iuh''1-
пы современных лифтов \с-
таиавлнвается электронр-'-
вод дверей, который через

гтеыу рычагов раздвигает створки днерен. Питание *
гателю двереГ:, а также к аппаратуре управления i
''нализаинн, расположенной в кабине лифта, подво-
сигнал из;
дится
ги(Тким кабелем 5. Через этот же кабель
осуществляется связь с электрооборудованием, находящие,.
вне кабины.
Высокие требования безопасности пользования
лифтом вызывают необходимость применения специального
оборудования, дебетующего при различного рода
повреждениях и авариях На валу двигателя установлен
электромагнитный тормоз //, затормаживающий привот.
при снятии напряжения с двигателя при нормальной
работе и в аварийных режимах. Для предохранения каГп-
ны и противовеса от удара об пол шахты при отказе и
работе конечных выключателей 3, ограничивающих
перемещения кабины в крайних положениях, служат
масляные или пружинные буферы / и 16, на которые
садятся кабина или противовес Для предотвращения падения
кабины при обрыве канатов (это происходит весьма
редко) или при движении ее со скоростью, превышающей
заданную, применяются специальные ловители,
устанавливаемые в нижней части кабины, с клиновидными или
клещевыми захватами, губки которых захватывают
направляющие 4, 15 и не только надежно тормозят кабину,
но и удерживают ее в состоянии покоя после остановки
Двигатель, редуктор, тормозной электролгапшт и
канатоведущнй шкив монтируются па общей раме 13 н
вместе со шкафом управления 9 устанавливаются в
машинном помещении, чаще всего над шахтой. Верхнее
расположение машинного помещения более экономично,
чем подвальное, вследствие меньшей длины песушнх
канатов и снижения числа промежуточных блоков
Вызывные кнопки распола1аются на лестничных
площадках Для остановки кабины па заданном этаже
применяются этажные переключатели 8.
4-1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ ЛИФТОВ
Для качественного выполнения операций по
транспортировке грузов и пассажиров при высокой произво п-
'тельности электропривод лифтов должен обеспечить-
реверсивную работу двигателя, плавный пуск и
торможение при условии, чтобы ускорения и замс1ч:пя,
а также их производные не пренышали устаповле > ыс
11* .«я

i \ ы, ...пни ал к,с1 i речи пере\о..пы\ пр< i ее i
mo останови} каГчп ы против уровня пола этаж,
выполнение эщх требований снязано с пекок р i
с i енностяуц раПоты лифтов, которые хорошо ni!,;n,
• рмулы производительности пассажирского лифта (
а перевезенных пассажиров в час).
П --
2Н i
A1)
где Ек — номинальная емкость кабины (грузопод! с...
пость), т. с. число пассажиров без проводника; И—высот
подъема, м; ик — скорость движения кабины, м/с, 1/-
время^затрачиваемое на всех остановках на открывав!
и закрывание дверей, вход и выход пассажиров, раж
н торможение кабины, с; у — коэффициент загрузки к с
Сипы, зависящий от интенсивности потока пассажгр! i
для лифтов 6—10-этажних здании y=0,6^0,8
Из формулы D-1) следует, что производи ie i
i ость лифта прямо пропорциональна емкости Кабнш»
i иределяется скоростью движения, по не в прямон i с
порции. Для лифтов с большими кабинами в D-1) и,
чиюльно возрастает второй член знаменателя, занг >
mnii в основном от времени входа и выхода пассажг <
из кабины.
«Пнфты с большой скоростью движения кабины (с i
шг 2 м/с), ес.1и она должна делать остановки на кажде;
э аже, фактически не используются по скорости, нб< i
одном перегоне между этажами (при //=3,2-^3,6 ы) ■
условиям заданного ускорения кабина не может разш i
скорость выше 1,6—1,8 м/с, так как по достижении такс-
скорости ее опять требуется снижать для обеспече г
точной остановки Скорость кабины более 1,5 м/с прим
мается для скоростных лифтов в том случае, если он
работают с экспрессными зонами, т. е. обслуживают и
все этажи подряд, a i ратные 2 или 5. Междуэкспреапь:
з, ни могут обслуживаться лифтами с меньшими скс-pi
стями движения.
Допустимые значения ускорения кабины при пуске
замедления ее при остановке в нормальных режимах v<
боты для тихоходных и быстроходных лифтов соста11 •>
юг 1,5 м/с2, для скоростных лифтов 2,5 м/с2 Л\аксп:.. i
пое замедление при остановке кнопкой «Стоп>^ не дс. :>м
препытать 3,0 м/с Наибольшая допустимая сгор< '
и менення ускорения (производная ускорения по i<pi l
164

_-рывок) ограничивается значениями 3—10 м/с-3. Ог-
ниченнс ускорения и рывка определяется нормальным
-Р сочувствием пассажиров независимо от их возраста и
остояния здоровья, а также необходимо в целя\ сниже
ния динамических нагрузок на несущие канаты и кабину
-Л для обеспечения >добства и безопасного входа и вы-
^ода пассажиров, загрузки и выгрузки грузов, а также
для сокращения длительности этих процессов кабина
лифта после торможения должна остановиться против
уровня этажной площадки с заданной степенью точности.
Неточная остановка в пассажирских лифтах плечет- за
собой увеличение времени входа и выхода пассажиров, в
грузовых лифтах —затрудняет, а в некоторых случаях
делает невозможной загрузку .и разгрузку кабины
При автоматизации подъемной установки какие-либо
действия оператора исключаются, и управление процес-
„сом точной остановки полиостью возлагается на
электропривод, что в ряде случаев оказывает решающее
значение иа выбор типа электропривода лифта. Для
обеспечения точной остановки кабины обычно применяют
снижение ее скорости перед остановкой.
. Рассмотрим схему процесса остановки кабины лифта (рис 4 2)
При подходе кабины к этажной площалке происходит персключе-
. иие путевого датчика точной остановки ДТО упором У на кабине,
' и в схему управления электроприводом поступает командный
импульс. После срабатывания датчика кабина некоторое время будет
продолжать следовать с постоянной скоростью vn = и„.,ч, м/с, пока
Be сработают аппараты, отключающие двигатель от сети, и не на-
ложится механический тормоз Кабина при эгои скорости пройдет
^тьS', м, определяемый выражением
fen —су mi
D-2)
:корость пала двигателя, рад/с, и >гловои путь его, рад,
ующие скорости i',,a4 и пути S', D,.,U1 — диаметр канато-
ущего шкива, м, /,, —передаточное число редуктора.
Далее происходит торможение кабины иод действием суымар-
момента AI ,^, П*м За время торможения заиа
Сбнная во псех движущихся элементах установки кинетическая
ЭДергня Ат„, Дж, бу; ет израсходована на совершение работы Л,
нж, по преодолению сил сопро:иплепия движению на проходимом
«роииои тормозном п)ти S", м Этому пути отвечает угловой путь
в8Ла двигателя ф", рад.
UДал
1 то

гле/s — суммарный приведенный
Урпбет
& j
Начало \
тормозно-',
го пути, j
с
Я
1
}
1 ^
1
Г"
с
J
со
Уро&^г^
Рис 4-2 Схема процесса <
ки кабины Уровни пола
crf, при недоподъеме, <
переподъеме; с-с при точи
глах. Дсйствмч
яомеит инерции /}
кабины, скорость шнач определяется жесткостью мехапи1
рактеристики двигателя и значением Мс; время /ан и mow
"а Ммт не остаются п процессе работы пос " —
Поэтому (X
случайш
; факторов :
Обозн
через SraOx » Smin наибольшее
ия пути S Его среднее значение
мнмш

ы, характеризуемая ветчиной
bSmnx=-(Srnax-Smin)/2,
может быть подсчитана по ф
AW °[tan0 ОIМЧО/
величии от их средних значении ч0 и г>0 —составляющие
вочного пути, определенные по формулам D 2) и D-3) для с
значений со11ачО, /ап0„ М[Х0 и fm
Из выражения D-5) следует, что повысить точноегь ост
можно в первую очередь путем снижения ш„„.,о, а таьже ум
нием времени <ап о н увеличением тормозноо момента Л1т1,
му следует применять быстродействующие аппараты (реле,
торы и др ) и сокращав число последовательно срабатыв
аппаратов Повышение момента механического тормоза мож
п^Тад)
Наиболее эффективно влияет на точность остановки начальная
скорость кабины при торможении Поэтому при больших рабочих
скоростях лифта ира0 необходимо заблаговременно снизить перся
остановкой кабины ее скорость до значения uh.,,-sSuiio. .дот:, при кото
рой неточность остановки ASmol не будет превосходить допустимого
значения ASaon Следовательно, электропривод должен обеспечить
необходимый диапазон регулирования скорости /)=0)pa6/GWi Важ
но также, чтобы начальная скорость оставалась примерно постоянной
при изменении загрузки кабины, для чего механическая
характеристика двигателя при пониженной скорости должна быть достаточно
жесткой.
Значения ASflOn лежат в пределах 35—50 мм —для
пассажирских, гру^пассажнреких и грузовых свободно загружаемых лифтов,
10—15 мы —для грузопассажирских и грузовых лифтов с грузами
на тележках При расчетах точности остановки обычно принимают
A<W<oHa4=O,2---O,5, ДЛ1М,,/Л1„Т 0,1-0,2, Л/а.т//ап-0,15-е-0,20
Начальною скорость ©и.-,., о, при которой будет обеспечен? нсоб
ходимая точность остановки, можно определить, разрешив уравне-
4-3. ТИПЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ОСНОВНОЕ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЛИФТОВ
Для привода лнфтон применяют двигатели с
жесткими механическими характеристиками трехфазные
асинхронные и постоянного тока с пезанпенмым но^буждени-
ем, специально рассчитанные на понторно краткоиремоп-

nufi режим работы (серий ЛС, ЛСШ, ЛШ.П, а также к,-...,.
новых серии), либо дв! гатс.пп продолжительного \х \ , ,
работы (серии ЛО2, 4А, П, 2П)
Для упрощения конструкции лифтовых усташн.к и
в зможиостн эксплуатации их персоналом среднее i i,;:.
лпфикацпи целесообразно применять наиболее нрос к (.
электропривод с асинхронным двигателем с коротм -;>-
мкнутым ротором. Однако такие двигатели могут Гч,:ц
использованы только в тихоходных пассажирских ц
1 рузовых лифтах.
Быстроходные лифты для повышения точности осла-
новки оборудуются асинхронными двухскоростпыми пг-
гателями, .обеспечивающими пониженную скорость перед
остановкой кабины Асинхронные двигатели с фалм,:?.,
ротором устанавливаются в тихоходных и в редких сту-
чаях в быстроходных лифтах, обычно при ограпичеш oil
мощности сети, питающей подъемную установку
Для скоростных лифтов самым распространенным ,н-
пом электропривода является система Г—Д, в которой
для питания обмотки возбуждения генератора приме: и-
ют магнитные, электромашинные и тпристорные усиль и-
ли Эта система дорога, сложна в наладке и эксплуак-
цип, но позволяет получить близкий к оптимальному <а-
коп изменения скорости привода во время п^ска и i [-
мочения, а также обеспечить точность остановки кабины
в пределах жестких технических требовании
В настоящее время находят все большее применение
тпристорные преобразователи для питания якоря дшч<:-
теля постоянною тока. Использование систем ТП-Д
совместно с унифицированными блоками управления
позволяет достаточно точно реализовать законы oi ш-
мального пуска и торможения, а также точную остано' ку
кабины скоростных лифтов.
Все электрооборудование лифтов выполняется в
соответствии с «Правилами устройства и безопасно/'1
эксплуатации лифтов» Напряжение главных цепей в
шахтах, кабинах и на этажных площадках должно быть i e
выше 380 В, осветительных цепей, а также цепей
управления и сигнализации— не выше 220 В, перенос им
ламп — не выше 36 В.
Для управления лифтами, кроме аппаратуры обисю
п| пменення (контакторы, реле, кнопки управления, м>-
шчные выключатели и др), используется специальная
аппаратура.
168

Этажные переключатели уста и a run: и а юте я и стволе
„ачты около каждого э.ажа и д.нот информацию о по-
ожснии кабины, необходимую для построен пя схемы
автоматического выбора направления двплеи, я, а также
команду на отключение двигателя при остановке Они
представляют собой трехпозпцноппые рычажные п)те-
(б).
йые комапдоаппараты (рнс. 4-3,а). В корпусе па изоля-
^ВДонной пластине / укреплены неподвижные контакт!.! 2,
°Которые замыкаются подвижными контактами 3,
расположенными па рычаге 4 с резиновым роликом 5 на конце.
- ходе кабины вверх под действием фасонной отвод-
6 (рис. 4-3,6) рычаг 4 поворачивается вправо, при
у««Де кабины вниз — влево При этом замыкаются
соответствующие пары неподвижных контактов. Когда каби-
ва находится па уровне этажа, контакты переключателя
"Разомкнуты.
Ш)же
При

валик насажены рукоятка 2, которая располагается m \ (.
рн кабины, и рычаг 4 на ее внешней стороне. Bny-i,»
*ный персклю ia
корпуса имеется пружина, которая стремится удержа i
рукоятку в среднем положении. При повороте руксяпч
вправо пли влево замыкается одна из пар контактов, ч<
рез которые подается сигнал на включение двнгатс.
лифта на подъем или спуск. При отпускании рукоятк
контактная система размыкается, и двигатель отключ;
ется. Одновременно аппарат используется и как кош 1
ный выключатель, поскольку при подходе кабины к кр<п
ним положениям специальные направляющие возде;ч
«уют на ролнк 5 рычага 4 и переводят его в исходное ш
ложение, что вызывает отключение привода
Переключатели скорости имеют несколько др> 11
конструктивный вид, но тот же принцип действия, что
этажные переключатели Их устанавливают в стиш
шакты на расстоянии 0,5—0Д> м ниже и выше уровне п
ла этажа, они служат для подачи импульса на снижи i
скорости перед остапомкоп кабины. •
170

Существенным недостатком любой конструкции ме-
ических переключателей является их быстрая разре-
Х%ировка, особенно при больших скоростях движения
Г^'ханизма' и частых переключениях. Такие переключате-
"н нри работе создают также значительный шум и радио-
омехи. Поэтому в настоящее время все более широко
применяются бесконтактные датчики, работающие на
принципе изменения электрических параметров.
Индуктивные датчики ИД используются в качестве
этажных переключателей и переключателей скорости в
схемах управления быстроходными лифтами. Общий вид
одного из вариантов конструкции датчика показан на
рис. 4-5,а. П-образный стальной шихтованным сердечник
/, на котором находится катушка 2, устанавливается в
стволе шахты. Фасонная стальная скоба (магнитный
шунт) 3 прикрепляется к кабине. При разомкнутой
магнитной системе сопротивление катушки датчика будет
невелико. Когда стальная скоба при движении кабины
перекрывает магнитную систему датчика, резко
возрастает его индуктивное сопротивление и скачком пзменяет-
*ся ток в цепи катушки. Это обстоятельство можно
использовать для включения и отключения реле
управления РП (рис 4-5,6), работающих па переменном или
постоянном токе. Для обеспечения надежной и четкой
работы реле параллельно катушке 2 включается копдепса-
171

тор С, емкость которого подбирают из условия п/лучеш „
в контуре режима, близкого к резонансу токов.
Вес большее применение находят также пуювые -;;п-
чпки типа ДПЭ с геркопамп [21].
Эгажные реле (их ко шчество равно числу -ппжA:
здания) включаются по одному последовательно с
катушками контакторов направления KB или КН (см. р; (
4-8,<з) и служат для шунтирования вызывных и пускшч \
кнопок
Дверные контакты предназначены для блокирош г,
позволяющей кабине лифта перемещаться лишь при
закрытых дверях кабины и шахты, что необходимо по
соображениям безопасности. Дверные контакты преда ;ж-
ляют собой, малогабаритные конечные выключатели ,;ля
цепей управления (типов В-10, ВБ-30 и др.) с контактом,
который замыкается при закрытии двари.
Контакты пола имеют такое же устройство, как и
дверные. Они приводятся в действие при входе
пассажира в кабину, так как пол кабины выполняется подпиж-
ным (одной стороной крепится на шарнире). В схемах
управления лифтами контакты пола используются для
различных целей: для исключения вызова кабины с
пассажирами на другой этаж кнопками на этажных
площадках, для обеспечения вызова кабины па этажи пос.е
выхода пассажиров и закрытия дверей шахты, а такя-е
для перемещения пустой кабины при открытых ее двер>х
(в лифтах старых конструкций).
Контакты ловителя связаны с механизмом захнгма
ловителя. При его срабатывании контакты размыкаются
и отключают двигатель лифта.
Магнитная отводка—электромагнитное устронспю
(применяется в лифтах старых конструкций),
устанавливаемое па кабине и контролирующее работу замков ;;!<с-
рей шахты Магнитная отводка имеет специальный у. ор,
соединенный с якорем электромагнита. Когда кабгна
находится па' этаже, катушка магнитной отводки не i o-
лучает питания, и под действием пружины упор отво ул
защелку замка дверей шахты, позволяя их открыть. I 1рн
движении кабины на катушку подается напряжение,
упор убирается, и дверь шахты остается закрытой. Та1 не
отводки применялись в лифтах с ручным приводом дно-
рей шахты.

Л.Л. РАСЧЕТ Н/ГРУЗОК И ВЫБОР МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЬИ
ЛИФТОВ
Выбор мощности двигателя лифта заключается в
предварительном подборе двигатспя по статической на-
-Гру3„е за цикл работы и последующей проверке на
нагрев с учетом переходных процессов при пуске и
торможении привода. д т
Современные лифты имеют л- * •*- г
противовесы, которые
выбираются с таким расчетом, чтобы
противовес уравновешивал
силу тяжести пустой кабины Go
я части номинального
поднимаемого груза a(Ju0M:
Спр =- Go + aGH0M, D-6)
. где Спр — сила тяжести
противовеса, Н; а — коэффициент
-уравновешивания, который
" обычно принимается равным
.0,4-0,6.
Противовес в подъемниках
необходим, так как при его
отсутствии для перемещения за-
' груженной кабины
потребовалось бы усеппчение мощности
двигателя и, кроме того, при-
„^вод соцершал бы
дополнительную работу по подъему и тор
^можению при спуске не толь1''
" полезного груза G, но и балл„
сытного груза Go.
^р Если пренебречь трением в направляющих кабины и
^противовеса, то в соответствии со схемой на рис. 4-6
без учета силы тяжести несущих канатов НК. усилие
1 Fc, H, на канатоведущем шкиве КШ определится как
, разность сил F\ и F2, т. е.
oj и F2=Gnv — усилия в набегающей и сбе-
»гающей ветвях канатов, Н.

Из формулы D-7) следует, что нагрузка двигаю..»:,
определяемая усилием Гс, зависит от загрузки каПип-
и от коэффициента уравновешивания а Кроме нчо,
при значительной высоте подъема // и большой гру:<< -
подъегностп лифта существенное влияние на нагру-и^
станет оказывать сила тяжести несущих канашв. Г> них
случаях лифты снабжают уравнонешпвающими капгч,-
мн <\Д'
При Fc>0 двигатель лифта буде1 работать в дтмп-
тсльном режиме при подъеме кабины и в renepaTopi ом
режиме при се спуске, при Гс<[0 —в генераторном |(-
жнме при подъеме и в двигательном режиме при сп\ис\
Статические мощность и момент на налу двигай я
определяют по формулам.
Pa Fc vn- lO~3hh; Mcl = FcD^JBip 1lpl); I A b)
где Pt|, AIci и Pc2, MQ2 — мощность, кВт, и момент, II м,
при работе привода соответственно в двигательном и
генераторном режимах; DK, ш — диаметр капатовед\-
щего шкива, м; /р — передаточное число редуктора;
%>i и т)р2 — КПД редуктора при прямой и обратной
передаче мощности.
Поскольку нагрузки лифта и циклы его работы, к.и<
правило, могут быть весьма различными, то
предварительный выбор мощности двигателя удобнее выполни 1Ь
исходя из условного расчетного цикла. Этот цикл
состоит из рабочих операции подъема номинального
груза с первого этажа на последний и спуска пустой
кабины на первый этаж.
Приняв, что скорости подъема и спуска кабины vK
одинаковы и равны номинальной скорости у„Ом, i e-
времена подъема tn и спуска tc раины, и определив но
формулам D-8) значения статических мощностей P<i "
Pq2 для указанных нагрузок, находят эквивалентную
статическую мощность за суммарное нремя рабочих
операций.
При расчете PQ\ и Рс2 допустимо считать,
ння КПД редуктора i]pi —i|i2—Up, uo^.

Продолжительностью вк
имея в виду что н
пяться
bTon
имея в виду, что, например, для пассажирских
jmcbTon жилых домов ПВ«40%, для лифтов
административных зданий ПВ^60%. Следовательно,
значение ПВрасч можно принять равным соответствующему
значению ПВц0М.
Тогда требуемая мощность двигателя Рдв, кВт, при
ПВном определится как
Р№ = к3Рсм„ D-10)
Где ^3=1,34-1,5—коэффициент запаса, учитывающий
влияние на нагрев двигателя динамических нагрузок,
которые обычно бывают значительными
Необходимая угловая скорость двигателя, рад/с
«до = 2у,10М ip/z\ )Ш. D-11)
Затем по каталогу выбирают двигатель повторно-
кратковременного режима работы по условиям
Лгом ^ Рлъ> «мом - «W D-12)
Для проверки выбранного двигателя на нагрев
рассчитывают одну — две нагрузочные диаграммы
двигателя M=\(t) с учетом статических и динамических
нагрузок для наиболее типичных циклоп работы лифта.
В качестве примера в табл. 4-1 указан один из
возможных вариантов цикла работы пассажирского лифта
9-этажного здания.
Порядок построения нагрузочной диаграммы
электропривода и ход проверки двигателя на нагрев те же,
что и для двигателей механизмов крана (§ 3-7). Стати-
Цикл работы лиф
Наименование
Статический
МОМеНТ Мег,
Высота
подъема ^ (спуска)
говой у
Подъем
Мег
hi
станов
с
-
0
<и 9-эт
It*
Л/с2
hi
ажиого
Пауза
-
0
здамк
к*
«с,
*•
Пауза
-
Mct
о L-//
с
-
0

чсские моменты Л/ , определяют по формулам (А *-)
Времена пуска t, ,, торможения /т., установпвпк н ,
движения /у , и соответствующие пути, проходимые к,-
бпнои, определяют по формулам § 3-7. Суммарное и, (
мя движения кабины за цикл I/r., = S/y г + 2/„, + !/
суммарное время остановок 1/, и время цикла /,
= Х/р,-|-1/о/ + /лоО
При расчете времени пуска и торможения в<1ж: о
иметь в виду, что момент-инерции привода, кг-м , ci t
дается всеми вращательно и поступательно двнж>1 i>-
мися массами, приведенными к валу двигателя.
Jz=Jnn + J1W = JaK + J*v + -/пр. D 1 ?)
где /дВ—* момент инерции ротора двигателя; /пр —
наведенный момент инерции вращающихся масс лебедки,
тормоза и соединительных муфт; приближенно берут
/Dp«£/aD=0,l /д„; /,ф — приведенный момент инеркии
всех движущихся масс лифтовой установки, кото]и.:й
равен /np=(mrp + mnp + mK + «iH, к + «1у,к) (^к/содпJ; *''<,,,
тир, тк, т„,к и гаук — масса соответственно груза,
противовеса, кабины, несущего и уравновешивающего
канатов.
Если /Up соизмерим с /дп, то при определении /s
используют формулы C-12), C-13).
Дополнительное время /ДОб принимается равпим
0,1 (Ир г-\-Шо,); оно учитывает время движения
кабины на пониженной скорости, время возможных < ;-
держек и другие факторы. Время остановки (пауза)
это время, необходимое для открывания и закрывания
дверей кабины и шахты, входа и выхода пассажиром,
погрузки и разгрузки грузов, а также для включения
двигателя лифта. Для пассажирских лифтов с авто--а
тическим приводом дверей время остановки составляет
6—8 с.
Так же как и для мостовых кранов, производят и
поверку двигателя лифта по кратковременной перегрул.е,
надежности пуска и допустимым ускорениям и
замедлениям
4-5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ЛИФТАМИ
Лифт является движущейся установкой с отпои1-
тельно сложным электрооборудованием Ею часто и-
равляют пассажиры, не имеющие соответствующей кн;-

Ликацнн, и их Роль ПР" пользовании лифтом должна
ЛИ диться к нажатию одной-двух кнопок. Поэтому к
°^емам управления лифтами предьявпяются
повышение требования в отношении надежности и безопасности
Нпльзования. Эти требования особенно высоки в лифтах
без проводника с автоматическим приводом дверей, где
отсутствует постоянным надзор за работой лифта.
В схемах управления лифтами используется большое
число блокировочных аппаратов, предотвращающих
неправильное пользование лифтом. Например, при
открытых дверях шахты и кабины, открытом верхнем лю-
-ке кабин, ослабленных канатах электропривод
отключается и накладывается механический тормоз.
рассмотрим некоторые типовые схемы управления
»лифтами.
Схема управления грузовым лифтом. Грузовые лиф-
~ ты работают преимущественно с проводником при ско-
р»-рости движения 0,25—0,5 м/с. Принципиальная
электрическая схема такого лифта показана на рис. 4-7.
Привод осуществляется от асинхронного двигателя с
короткоза мкнуты м ротором Д. Параллельно обмотке
Ртора включен электромагнитный тормоз ЭмТ, колодки
орого разжимаются при подаче напряжения на двн-
ель. Командным аппаратом в схемах управления та-
«и лифтами является рычажный переключатель ПР (и
ме на рис 4-7 лифт обслуживает пять этажей).
Для пуска двигателя на подъем или спуск кабины
ключатель ПР следует поставить соответственно в
(Жсние / (или 2). Через контакты дверей шахты
[ВКДШ1—ВКДШ5, контакты конечных выключателей
[Л и ВКК (размыкающихся при срабатывании меха-
ловнтелей при обрыве несущих канатов), контакт
кабины ВКДК и гибкий кабель ГК от сети по-
напряжение па катушку контактора KB (или
г). После включения контактора КВ(КН) на статор
геля Д и катушки электромагнитного тормоза ЭмТ
нет подано питание, и кабина лифта начнет двигать-
вверх (или вниз).
Для остановки кабины рукоятку переключателя ПР
[ует поставить в среднее положение, что вызывает
!Ючение контактора KB (или КМ) и остановку дви-
>теля. Если кабина по каким-либо причинам не
остановилась против уровня этажной площадки, то ее
доводку можно произвести путем повторного включения
'12^612 177

двигателя; специальных мер для точной остановки
ких лифтах не принимают.
Вызов кабины па этажи производится с пом
кнопок КнЭ1—КнЭ5. При воздействии на люб,\ю >
Рис 4-7 Электрическая схема грузового лифт
в кабине срабатывает соответствующее указательное
реле РБ1—РБ5, включается звонок Зв и загорается
соответствующая сигнальная лампочка ЛС1—ЛС5. Пронод-
нпк пключает привод на требуемое перемещение кабш ы-
В случае неисправности лифта из кабины в
диспетчерскую может быть подан сигнал п.\тем включения звонка
178

/ кнопкой Кн1. Для безопасности обслуживания цепи
гнализации лифта подключаются к сети через
понижающий трансформатор Тр.
Схема управления быстроходным пассажирским
лифтом Электропривод быстроходного лифта (рис. 4-8,а)
осуществляется от двухскоростного асинхронного
двигателя, имеющего на статоре две раздельные обмотки с
ошением числа полюсов 6/24 или 6/18, что
соответ147/262
отношен / /,
ствует синхронным угловым скоростям 104,7/26,2 ил
104, 7/34,9 рад/с.
В системе привода не предусмотрено ограничение
ускорения при пуске, так как при правильном выборе
двигателя по мощности А1„, ишгс^Мп, ДСп, и пусковые
ускорения а„< 1—1,2 м/с2 при йДо,;=--1,5 м/с2. Точная
остановка кабины достигается путем перехода с высоком
скорости сораб (включен контактор КБ) на нпзк>ю (oOlT
(включен контактор КМ). При этом будет происходить
генераторное торможение, что видно из механических
"характеристик двигателя, показанных на рис. 4-8,6. При
торможении по характеристике 2 Мт,таЖ>Мт,доп "
йт>адоп- Поэтому для ограничения момента двигателя,
а следовательно, и величины ат в этом режиме в одну из
фаз статорной обмотки вводится дополнительный
резистор Ru, и двигатель переходит на характеристику 2'.
После снижения скорости до значения ьц резистор /?д
шунтируется контактором Д'У, управление которым
производится в функции времени. Двигатель переходит на
основную характеристику 2, на которой некоторое
время работает с остановочной скоростью соОст, равной
начальной СКОРОСТИ (Опач ДЛЯ ТОЧНОЙ ОСТЭНОВКП.
Управление лифтом может производиться как из
кабины с помощью командных кнопок Д«Д7 — КнК9
(здание имеет 9 этажей), так и с этажных площадок
посредством вызовпых кнопок КнВ1—1\нВ9
Рассмотрим работу схемы при вызове кабины с 9-го этажа
пассажиром, находящимся на 1-м этаже Для этого
пассажир должен нажать кнопку КнВ1. Образуется
следующая электрическая цепь: контакты кнопки Д'нС (Стоп)
и конечных выключателей дверей шахты ВКДШ1—
ВКДШ9, контак!Ы выключателей ловителя Ь'Д'Л и ка-
нзтов ВКК, контакт дверей кабины ВКДК или контакт
пола в/\/7/, размыкающие вспомогательные контакты
контакторов КУ, KB и Д//, контакт пола ВКП2 (этот
Контакт разрывает цепь кнопок КнВ1—КнВ9 на этаж-

' ых площадках, если в кабине находятся пассажиры),
онтакт кнопки КнВ1, кат>шка этажного реле РЭ1, кон-
кт этажного переключателя 11Э1, размыкающий
вспомогательный контакт I\B, катушка контактора ДУ7.
По образовавшейся цепи питания включаются
контактор КН и этажное реле РЭ1, которые своими замы-
ющИМц контактами ш)нтир>ют кнопку КнВ1 и
подает питание на кат>шк> контактора большой скорости
" /E по следующей цепи: контакты реле РЭ1 и
переключателя скорости У/С///, контакты выключателя большой
.^скорости BE (отключаемою для режимов ревизии и
накладки), размыкающим вспомогательный контакт ДМ,
°катушка контактора КБ. Одновременно контактор Д//
/своим замыкающим вспомогательным контактом
включает контактор КТ, электромагнит тормоза ЭмТ полу-
°чаег питание и растормаживает двигатель Д.
"Силовые контакты контакторов Д// и КБ подклю-
^ьчают первую обмотку статора Д (большой скорости) к
^сети, и происходит пуск двигателя по характеристике У
угловой скорости Шраб- Вслед за включением контак-
КБ через его замыкающий bciiomoi ательный кон-
включается контактор отводки ДО, который подает
[ряжение на электромагнит отводки МО и подготав-
iaer к включению контактор КМ.
Кабина лифта движется вниз и установленной на ней
1кой будет переставлять подвижные контакты пе-
1телей ПСН8—ПСН2, ПСВ8—ПСВ2 и ПЭ8—ПЭ2
верхнего положения в нижнее. При подходе кабины
1-му этажу контакт У/С//У переводится из верхнего по-
ишя в среднее, в результате чего отключается кон-
ip КБ и включается контактор КМ. К сети под-
1ется вторая обмотка статора двигателя Д с боль-
1м числом полюсов (тихоходная). Двигатель начинает
мозиться по характеристике 2' (рис. 4-8,6) и рабо-
в генераторном режиме с введением в одну из фаз
>ра резистора /?д. Этот процесс контролируется ма-
(ковым реле времени РВ, пристроенным к контакто-
К.М. После срабатывания реле РВ включается кон-
Жтор КУ и шунтирует резистор RR, осуи!ествляя пере-
 двигателя на основною характеристику 2.
Как только пол кабины приблизится к уровню пола
"pl-го этажа, переключатель У/ЗУ становится в среднее
{■^Положение и отключает контакторы ДУ/, Д7\ ДО, КМ и
□ Реле РЭ1. Двигатель отключается от сети, накладывает-
f 181

ся ториоз н происходит механическое торможение nj Р.
вода с начальном yi повой скорости о)ССт. При отключи i и
контактора ДО теряет питание магнит отводки МО п
своим выступом упирается в защелку замка н1я\ц0[-,
двери на 1-м этаже, что дает возможность паееаж! рам
открыть ее.
В схеме на рис. 4-8 показаны цепи сигналили.П)
указывающей, занята ли кабина или свободна, а та г же
цепи аварийной сигнализации.
В рассмотренном лифте процесс открывания и .ы-
крывания дверей осуществляется вручную, невозможен
прием пассажиров по пути следования кабины, нп пм-
нализации о пере1рузке лифта и т. д. В последние годы
стали ^широко применяться пассажирские лифты г аь-
томатическим приводом дверей, в которых отсутгп\ют
указанные недостатки, что позволяет повысить ьоуф< р-
табельность и производительность лифта. В схемах
управления такими лифтами имеются дополнительные >>
лы, которые выполняют следующие основные noi пчес кие
операции, решетрацию и отработку вызовов и прнк,-'..ч( в,
выбор направления движения, обеспечение включения
двшателен дверей и подъема, точную остановку
кабины, различного рода сигнализацию. Последователык,с ib
работы >злов привода устанавливается npoi pavyofi,
осущеавляемой схемой автоматическою управ.кi in.
При поступлении в схему соответствующею сшпача,
например на движение, вначапе срабатывает npi иод
дверей и подготавливает кабину к движению. Затем
включается электропривод подъема, обеспечивая Д1 н-
жение чабины с высокой скоростью, а также nepixo,. па
мал>ю скорость при подходе ее к требуемому ггя>чу.
Поеме остановки кабины снова включается привод ,№-
рей, но уже па их открывание. В схеме может быть i pe-
дусмотрено также выполнение попутных вызовом при
движении кабины вниз. В случае движения 3ai ружем.о"
кабины вверх вызовы не принимаются. При движении
кабины с пассажирами и наличин^несколькнх
зарегистрированных приказов остановка происходит на бпнжяи-
шем по направлению движения этаже. Такие схемы
управления лифтами описаны в [6,21].

Глава пятая
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ НАЗЕМНЫХ
ЭЛЕКТРОТЕЛЕЖЕК И МЕХАНИЗМОВ НЕПРЕРЫВНОГО
ТРАНСПОРТА
5.1. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ НАЗЕМНЫХ ЭЛЕКТРОТЕЛЕЖЕК
Электротележки (э1 ектрокары) применяются для
транспортировки различных грузов на площадках с
твердым и ровным покрытием (асфалы, бетон). -.Кект-
рогележки MOiyT работать в >зкнх проходах
производственных и складских помещении, 1де работа других
видов транспорта невозможна. Хорошая маневренность,
удобное управление, простота обслуживания,
отсутствие при работе вредных для человека i азов,
бесшумность делают электротепежку незаменимым
универсальным средством перевозки iрузов на небольшие
расстояния.
В последние годы широкое распространение получили
однодвигательные аккумуляторные тележки типа
ЭТ-2040 (рис. 5-1). Электротележка имеет двухосное
шасси на пневматических шинах с передним
управляемым и задним ведущим мостами. На шасси крепится
рама; ее верхняя часть представляет собой деревянную
грузовую платформу, под которой расположена
аккумуляторная батарея. Движение ведущим колесам
передается от двигателя постоянного тока последовательною
возбуждения посредством карданною вала и
дифференциала. Электроте.пежка оборудована двумя системами
тормозов: ножным тормозом с гидравлическим приводом,
действующим на задние колеса, и ручным тормозом с
механическим приводом,установленным па валу двигателя.
Основные технические данные электротележки ЭТ-
2040: грузоподъемность 2000 кг, масса тележки 1860 кг,
скорость движения с грузом 1С км/ч, без груза 22 км/ч,
Двигатель передвижения типа РТ-2 (Р„ом=3,2 кВт,
^вом=40 В, /,.„„ = 100 Л, с.)„(,м = Ю0 рад/с, 11В,„М =
==40%)) закрытый с ecuствеиным охлаждением.
Прнпцнпначьная эм ктрнческая схема юмежьи
типа ЭТ-2040 показана па риг. 5-2,а -Лчеыртигкщ тип
получают инташи oi аккум> мяторноп батареи,
состоящей из дв)Х секции Ы и Ь2. Для колп j iaunn силовых
183

цепей используются контакторы Л/—Л7 и крочп
вентили Д1,Д2 (тина В2-200-ЗБ).
Двигатель Д управляется поворотным контро ■ <
состоящим из кулачкового вала и мнкропереключа:
Kpl—КрЬ Вращение вала контроллера осущесчвч:
на Ь0° от педали водителя, при этом в каждом
ионии происходит переключение контактов в соответгп ни
с диаграммой на рис. 5-2,6. Регулирование скоросп ie-
лежкн производится изменением напряжения на якоре
двигателя Д путем переключения диодами Д1, IV и
контактором К1 секции аккумуляторной батареи Ы и
Б2 с параллельного соединения на последователы.ое,
введением резистора R1 в цепь якоря и шунтнровагисм
обмотки возбуждения ОВМ резистором R2.
Для подготовки тележки к работе следует включить
выключатель В1, поставить реверсивный переключатель
ВЗ в одно из положении Вперед или Назад и
растормозить ручной тормоз (замкнется контакт выключап пя
В2). Последовательность коммутации аппаратов гчемы
при пуске и регулировании скорости двигателя Д и
соответствии с позициями контроллера следующая
1. В положении / контроллера через замкнувши ля
контакт Kpl и контакт Вперед- (или Назад)
переключателя ВЗ получает питание контактор /D" (или Kb) и ' > °"
им главным контактом подготавливает" к включи по
цепь якоря двигателя.

О S)
t Рпс. 5-2. Электропривод элсктротележкп типа ЭТ 2040
Ь*а~ПавджР"ЧССКа!1 с*с"■■'•■• б "■••IPaw" псреключеинП коники

2 В положении 2 кошромлсра иерс ключас 1гя коц.
iaisi /\p2 и включас1ся контактор 1G (К5), замыка; (ц.
лов>ю Ц( щ> дшиаиля Л Секции батареи Ы и Л2 через
диоды /U и Л2 соединяются паралчечыю, решет) /■/
шкдш Двшанль никается и pa6oiaei па харакщц-
гтнкс / со скорост!>ю ам (рис. 5-2, «)• есИ| 1Ок ':<"ГП <<\и
/,^/Ш)М KdiiiiiMi реверешшых котакгореш /\7 (/\7) „
М AF) пол>чаю-1 питание через 1зг11омо1аил1.111.11 к< i-
|акгы А (К4) и 1EAG), чем обеакчшинтся бмомцчл!-
ка положения 2 контроллера
3. В положении 3 коптрол'к ра через котаыы l\/,i p
А'/L iioJiyiaeT шиашк ьотамор А'2 и своим кошакк |
выводи-! резистор R1, секции батареи 0С1аю1ся седднмщ
Hi.iMii1iapd'i'i^'ii>no, двтатсль работает па характсриаи-
Kt 2 СО СКОрОСГЫО 0J
4 Б почожепии 4 котромлера перек.мочается коп-
так! 1\р4 и икчючается контактор 1\1, а контактор К2 о\-
ключае!ся Секции батареи Б1 н Б2 силовым контактом
/(/ соединяются последовакльно, к яьорнон цепи
подводится номинальное напряжение G,Юм при включенном \ е-
зисторе R1, и двигатель Д работает на характеристике 3
со скоростью (о3.
5 В положении 5 контроллера снова включается
контактор К2, резистор R1 закорачивается, и двш аюлi>
работает на (.стесшениои характерно!икс 4 со скоростью coi =
= C0,,ov
6. В положениях 6—7 контроллера через кош акт
Крб включается кон!актор КЗ, параллемьно ОВМ
подключается резистор R2, ослабляется поток возбуждения,
и двшатель будет развивать скорость сог,>(о)Юм, работая
на характеристике 5
Торможение тележки осуществляе1ся мехапическ. м
тормозом при нажатии на тормозною педаль, при этом
нужно предварительно отп>сти1ь педаль кош роллера.
Под действием тормозной педали размыкается контакт
В2, теряем шнание контактор 1\4 (или 1F), и дв! ia-
тель отключае1ся от источника шпапни
Полная эчемргческая схема ^чектротслежкн вк ноча
ст в себя цепи осьещеппя и сигнализации, которые не
показаны на рис 5-2,а Защита енчовой цепи от юков
к з и дчитсльных neperpjiOK обеспечивается иредс'хр-'!-
нин'лями ///)/ п цепи аккуыучяторпои батареи (в с.:>чг-л
пробоя вентилей /// ими R2) и 11р2 — и цени дннг.тиля
Д Цепи управления занч щаююя щндохрашш.и v ///5.
180

дККумуляторпые течежки гпаблаююя кисчотными
щелочными аккумуляторами; посредине более
выносливы в условиях тряски, мши ч^всшшельиы к пе-
!,е1рузкам н к. з. Так, на электро!слежке nuia „-Я-2О4О
установлена аккумуляюрпая батарея типа ЗОТЖ.Н-400,
состоящая из 36 после дова 1ельно соединенных щелочных
железо-никсчевых элементов емкостью 400 А-ч каждый.
НЕ
HShrs +
о—М * Й^о
—:] БКП |
i i i i
| PR [--
Рис 5-3 Структ>
управления ti ригт<
В целях GuoiiaciioeiH напряжение аккумучяюрпых
батарей обычно lit превышает 05 Б Предельные значения
разрядного и зарядного тока указываются в паспорте
батареи.
Зарядка батареи може! производи 1ься только посю-
янным током, поэтому на промышленных предпрняшях
устанавливаются епецначьные зарядные
преобразовательные устройства. Ранее для этой цели использовались
двигатель-генераторы, а в пасюящее время применяют
полупроводниковые выпрямители на кремниевых
вентилях, имеющие высокий. КПД, бесшумные в работе и
более надежные в эксплуатации.
На рис 5-3 приведена структурная электрическая
схема автоматического зарядного устройства типа УЗА.
Силовая часть устройства состоит из управляемого тн-
Ристорного выпрямителя ТВ, шнающего аккум^ляюр-
ную батарею АБ, собранного по трехфазной мостовом
18?

схеме и подключенного через тр^нефе рма юр к a i , t.
рсмонною ток.'. Система управлении СУ щк .п i lT
соб;>й замкну [\,ю систему автома пинскою ри\ ч, ,.,,.
ния с отрицательной обратной спязыо по гок> <;q la
/1ар. Она обеспечивает под .ержаппе постоянства <,'■■.•■! i 0.
го значения тока при изменении напряжения fidi |u B
процессе чаряда и колебаниях напряжения питающем
сети Ре1улиронанне тока заряда осуществляется и< ( i е-
ппем yuia отпирания тиристоров, а задание зп, чц|:я
Lav — задатчиком тока ЗТ
В автоматическом режиме работы УЗЛ процесс <и-
рядкн контролируется реле времени РВ и по ист(.ч< п'ц
заданной выдержки времени реле отключает зар^шое
устройство от сети В режиме ручного управления < т-
ключенне производится оператором
Схема УЗА предусматривает защиту о г токов к < и
неправильною (по полярности) подключения
аккумуляторной батареи контролируемого блоком полярпити
БКП, а также световую сшнализацию и контроль по
приборам зарядною тока и напряжения.
5-2. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО МЕХАНИЗМОВ НЕПРЕРЫВНОГО
ТРАНСПОРТА
Механизмы непрерыпною транспорта широко
используются на электромашиностроительных заводах для м< ж-
операционных перемещений внутри цехов и между ш
хами различных заготоь-ок, детале[| н сборочных едш^ц,
удаления с рабочих мест отходов металлообработья, i о-
^Цачи сыпучих формовочных материалов, транспортироь-
кн ютовых электрических машин н т. д. К этим
механизмам в первую очередь относятся конвейеры
различных типов: л енто ч н ые, подвесные, рол и кош с
и др.
Основным конструктивным элементом наиболее ч.ч ю
применяемою ленточного конвейера является замкн\ п. и,
непрерывно движущийся в процессе работы тятвыг
орган, который выполняется в виде ленты (текстплыоп
прорезиненной, стальной и т. п.).
На рис 5-4 показано устройство ленточного
копт-пера На два барабана натяшвается замкнутая пеш.' 1-
Правый барабан 2 является ведущим (приводным)- ■>(-
рез механическую передачу 3 (чаще всею ременную) < и
прньо ится мо вращение от лвшатспя 4. Подшипники <■■

ей и узлов машин или для сборки машин в едином
ном технологическом процессе (например, поточ-
П°е линии сборки асинхронных двигателей единой
ceil) Основным транспортным оборудованием ПТС
являются различною рода конвейеры малой и большой
протяженности.
Достоинство конвейеров — это непрерывность их
яействия'без остановок на загрузку и выгрузку, что
особенно важно для поточных линии. Кроме тою, конвепе-
рЫ проще по устройству и в эксплуатации, а также нме-
{от большую производительность, чем работающие
периодически краны и подъемники.
Различают конвейеры, работающие одиночно и
совместно. Для нескольких совместно работающих
конвейеров (см. рис. 5-9) принимающими называют те из них,
на которые груз поступает, конвейеры, с которых грузы
снимаются, называют головными; остальные из
совместно работающих конвейеров — промежуточные.
5-3. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ВЫБОР МОЩНОСТИ
ДВИГАТЕЛЕЙ КОНВЕЙЕРОВ
При значительном конструктивном разнообразии
конвейеров большинству из них присущи следующие
характерные особенности, обусловленные режимом
эксплуатации:
а) продолжительный режим работы, как правило, в
течение значительных промежутков времени (смены или
нескольких смен) без пауз за время включения;
б) относительно редкие пуски, продолжительность
которых не влияет на производительность конвейера, и
практически неизменное направление вращения
двигателя;
в) возможность возникновения значительных
статических моментов при троганни, презосходящпх иногда
номинальные нагрузки (Л/с,тр>Л/с,„ог,), например при
пуске нагруженных конвейеров после внезапной (ава*
РИйной) остановки;
г) работа дви1 ателей конвейеров при самых
различных условиях окружающей среды: на открытом возду-
Xei в запыленных и влажных помещениях, при высоком
и Низкой температурах, в цехах с агрессивной средой.
В связи с указанными особенностями к электропрнво-
ДУ Конвейеров предъявляются требования обеспечения
191

повышенною значения пусковою момента (Л!,,/'! ^
=£Г 1,04-1,8), высоком надежности и простоты , . и^
живания В некоторых случаях необходимо оГ)кцМ1Ть
плавный пуск и торможение ленточных и иодвспм
конвейеров для предотвращения пробуксовывания к
ты или раскачивания груза, небольшое ре1улнропнп
скорости в диапазоне 1 :2 для изменения темпа ряГо
(на конвейерах поточных линий), coiласованное н[
шение электроприводов нескольких конвейеров.^)
Перечисленным требованиям в достаточной пи.е
удовлетворяет электропривод с трехфазными аспихре
ными двигателями продолжительного режима ряб<мы
с короткозамкнутым и с фазным ротором. Недостячк
двигателей с короткозамкнутым ротором являе1Ся 6oJ
шой пусковой ток. Но применение двигателей с корон
замкнутым ротором удешевляет автоматизацию '«
вейеров. При этом предпочтительнее выбирать диш.''.1
ли с повышенным пусковым моментом. Для оД! о\пи:
тельною привода конвеиеров, скорость которых д< га<
регулироваться, используют мноюскоростные дшпнк

переключением числа пар полюсов, либо применяют
«пполнительные механические вариаторы или регули-
v'bie электрические и гидравлические муфты. Двига-
РУ и с фазным ротором устанавливают на конвейерах,
оебуюших повышенного пускового момента, при много-
йзигательном приводе конвейеров с целью
выравнивания нагрузок отдельных двигателей, а также при
необходимости согласованного движения конвейеров ПТС.
Расчет мощности двигателей конвейеров. При работе
конвейера электропривод создаст движущее усилие,
которое передается приводным барабаном (звездочкой)
тяговому органу —ленте (цепи). Для нормальной
передачи этого усилия лента (цепь) должна иметь
предварительное натяжение, создаваемое грузом Qo
(рис. 5-6,а). Усилие натяжения ленты (цепи) F будет
изменяться от точки 0 по направлению к точьам /—3
вследствие дополнительных усилий сопротивления
движению. В точке 3 усилие Flia6, Н, на набегающей петви
ленты (цепи) будет складываться из следующих
составляющих:
где Fo— усилие предварительного натяжения, Н; Fn —
=±Grpsinp — усилие, обусловленное подъемом или
опусканием груза (у наклонных конвейеров), Н, Д/7—
=c(Grp+Go)cosp — суммарное усилие, вызванное грс-
нием в опорах роликов, ленты по роликам или роликов
по монорельсу, Н; Сгр — сила тяжести
транспортируемого груза, Н; Со— сила тяжести несущих и тяговых
элементов (ленты, роликов, цепи и др.), Н; |3 — угол
наклона .трассы к горизонту (см. рис. 5-4), обычно E^20—
—22°; с=0,02-^0,05 — общий коэффициент
сопротивления движению; F,,fi — усилие, компенсирующее
сопротивление движению от трения в подшипниках натяжно-
.го барабана (звездочки), Н. Усилие Fufi находится
FIlt6^2Foiid/D, E-2)
гДе ц — коэффициент трения, равный 0,03—0,06; D и
а —диаметры барабана (звездочки) и цапфы
подшипника, м.
Усилие /ч, Н, преодолеваемое приводным
двигателем, обусловлено разностью усилий в точках 3 и 0, т.е.
В набегающей и сбегающей ветвях ленты (цепи)
конвейера, и усилием Fn,6, Н, компенсирующим сопротнвле-
13-612 iq-i

ние движению на приводном барабане (звездочке)
^с = Л.аб — ^о + I п.г, = FП + ^F + FBF + F1)if,
где усилие /п,г> определяется по формуле E-2), п
рую вместо /0 н>жно подставить F,iar>.
Требуемая мощность, кВт, двигателя лепточш к
подвесного конвейера
где vK—максимальная скорость тягового орган
вонера, м/с; &Э=1,1-М,2— коэффициент запаса,
вающий дополнительные сопротивления движени
= 0,75—0,90 —КПД механической передачи (р
ра, подшипников и т д.).
Необходимая угловая скорость двигателя, р<
где 1Р — передаточное Число редактора.
Далее выбирается двигатель на мощность РНоч
И уГЛОВуЮ СКОРОСТЬ (инок«С0дв.
Пример 5-1 Выбрать приводион дпшатель ленточного
ера, если известны значения: t1,,—0,8 м/с; D=0,42 м, гр=24,8
-0,88 Прслварнтельны^и расчетами найдены >силия Fn0=
fDJ6 4500 Н, fo = 23OO H.
Расчетная мощность двигателя при £3-1,2
(П4)
,' коц.
уп , ы-
(П-5)
2:>ц tp 2-0,8-24,8
= ~D = 0,42
типа 4ЛС112А1Л-6, закрытый, обдуваемого исполнения, с поп
ним пусковым моментом Р„ОМ=3,2 кВт, £Л,ом=380 П, <
=95,25 рад/с («„„„=910 об/мин), Л1п/Л1Ном=1,9.
Электропривод конвейеров большой протяжке!
нецелесообразно осуществлять от одного двпгатем;
скольку при больших тяговых усилиях в мехаииче
оборудовании участков, расположенных близко к
водной станции, создаются значительные нанряж
194

Чтобы не персгр>жа.ь эти учасчкн, приходится увели-
пать габариты тягового органа и механической части.
Избежать В03НИМЮПС1.1.Я больших 1ягопых усилии мож-
п если конвейеры приводятся п .вижспис от нссколь-
их приводных станций. При этом тяговый орган
каждой приводном станции ■-
редает усилие, пропори
яальыое статическому со- ^;<v
противлению только одного
участка, а не всего конвеп-
Для выбора ме'ста ycia-
новкн нескольких прпвод-
ных станций строп юя
диаграмма изменения усилий
натяжения (рис. 5-0,6),
подсчитывается мощное 1ь
двигателей и опредслие кя
такое место их устапоикп,
чтобы суммарное тяговое
усилие Fc двигателе!!
нескольких приводных
станций примерно равнялось
усилию одподвнгателыюго
привода. Оптимальное
количество приводных
станций можно определить
путем технико-экономического
сравнения нескольких
вариантов, которые допжны
учитывать стоимость
электрического и механического
оборудования.
При многодвнгательном
приводе конвейера роторы
отдельных двигателей в
установившемся режиме
имеют одинаковую скорость
°>е, так как они механически
связаны тяговым органом.
Вместе с тем электропривод
Должен обеспечить
максимальное тяговое усилие,
необходимое для преодоления
13»
/
F1
1 /
1
1,
M,F
[ческие характе-
„ ,,хдвигательного
-стропривода конвейера.
вых параметрах
ограничение ускоренн
при i

сопротивлений движению конвепера и равное г\ •_
ме усилий, создаваемых отдельными двига кл,;;. и
т. е. Fi + F2+...+Fl=Fc. Рассмотрим случай, koi а'
конвейер приводится в движение от двух прив<.;:-
пых станций с двигателями одинаковой мощное и,.
Если механические характеристики обоих двшdie-
лей полностью совпадают (рис. 5-7, а), то во время j a-
боты конвейера двигатели создают одинаковые тяпл.ие
усилия: F\ = F2=Fc/2. Когда характеристики двпгате чИ
отличаются одна от другой (рис. 5-7,6), тяговые усилия
двигателей будут разными, т.е. F\=£F2¥=Ft/2. Двьи-
тель, имеющий более жесткую характеристику, разшг а-
ет тяговое усилие большее, чем двигатель, у котор. ,о
характеристика мягче.
В тяговом органе конвейера при неодинаковых
характеристиках двигателей возникает дополннтелы ое
натяжение, обусловленное разностью моментов двш л-
телей. Поэтому при установке на приводных станциях
конвейера асинхронных двигателей с короткозамкну1ым
ротором следует проверять их характеристики и
применять машины с одинаковыми параметрами. Если для
привода используются двигатели с фазным ротором, то
соответствие характеристик может быть получено
введением дополнительных сопротивлений в цепь ротора.
I 5-£ АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
Ч-^ КОНВЕЙЕРОВ
\ Одной из важных задач, которую приходится решать
при проектировании автоматизированного
электропривода конвейеров, особенно ленточных большой прож-
женностн, является ограничение ускорений в ленте
конвейера при пуске. Лента представляет собой упругий
элемент и при пуске с повышенным ускорением она мо-
жет стать источником возникновения колебаний в
механической части конвейера. Движение ленты при лом
характеризуется неравномерностью линейных скоростей
ее головного и хвостового участков (соответственно в
точках 3 и 0 на рис. 5-6, с) и резкими изменениями
натяжения, что может привести к повышенному износу
ленты, а в некоторых случаях и к ее разрыву.
Для ограничения ускорений в электроприводе л№
точных конвейеров (допустимые значения ускорении
обычно равны 0,2—0,3 м/с2) можно использовать мпого-

пенЧатый пуск двшателя с фазным ротором. Однако
акой способ приводит к усложнению схемы управления,
«величснию габаритов панелей управления и ящиков
Исковых резисторов. В некоторых случаях более
удобно ограничивать ускорение привода при пуске путем
создания дополнительной искусственной нагрузки на
валу двигателя. Практически это осуществляется при
помоши колодочных тормозов с электрическим или
гидравлическим управлением, индукционных или
фрикционных муфт, присоединяемых к валу двигателя. При
наличии дополнительного тормозного момента Л/т
(рис. 5-7, в) уменьшается динамический момент Мл=
s=/x du>/dt=M—(А1С + МТ) и тем самым
ограничивается ускорение
е = daldt = [М — (Мо + М,)Шг .
По окончании пуска источник тормозного момента
Мт должен б_ыть^ отключен от вала, пштгятчуля
-^~71лГавтоматизированного управления
электроприводами механизмов непрерывного транспорта
используются общие принципы построения схем управления с
"учетом необходимых блокировок, сигнализации и
особенностей эксплуатации этих установок.
Управление электроприводами одиночных
конвейеров, не связанных с другими механизмами,
производится посредством магнитных пускателей и кнопок
управления или автоматов с максимальной и тепловой
защитой, размещаемых на пультах около приводных станций.
а Более сложны схемы управления совместно
работающими конвейерами или ПТС. В основе
конструирования схем управления такими транспортными системами
лежат следующие требования:
1. Пуск двигателей конвейеров должен пронзводнть-
кСя в направлении, обратном технологическому потоку,
ГЧтобы на конвейерах не образовывалось завала транс*
портируемого груза
\ 2. При остановке одною из конвейеров двигатели
gpynix конвейеров, подающих материалы на
останавливаемый, сразу отключаются; двигатели остальных
иижвейеров MoiyT продолжать работать.
. 3. При общей остановке транспортной линии боль-
РНой производительности первым должен быть отключен
ВВигатель того конвейера, с которого поступает матери-
|9Л на другие конвейеры, а затем поочередно
отключается остальные двигатели.
197

4. Для предотвращения большого снижения ц.цц н.
женин п питающей сети при пуске двигатеш koi.tu fiq ( B
значительной мощноеш должны пускаться поочере ;i;0
5. Для опробования и наладки Konnt fit роп с. н-;;лч.т
обеспечить возможность пуска и остановки люГкт< v j
них независимо от других коивенеров (обычно ii\ll и
остановка при наладке производятся с рабочего -i'vu),
В схемах упраплеиня конвейерами необходп -о п|С_°
дусматривать блокировки и взаимосвязи между u<i.ia-
телямн, механизмами и другими устройствами. Ьюкц-
ровочные устройства целесообразно связывать i ei.o-
сределвеипо с ведомым барабаном конвейера, который
вращается от транспортирующей ленты. При соска т<и-
ванпп л«нты и других неисправностях в работе кокиейе-
ра система блокировки будет действовать от реле
контроля скорости, соединенного с ведомым барабаном, ц
отключать двигатель.
Электрические блокировочные связи между дпп
отелями конвейеров могут осуществляться путем нсно.п,.ю-
вания вспомогательных контактов контакторов,
переключателей и других аппаратов. Эти связи позволяют
задавать необходимую последовательность пуска и
остановки двигателей, запрещать выполнение onepam.ii в
нежелательной последовательности, обеспечивать
одновременность работы приводов и т.д.
Большое значение имеет сигнализация о сосю^ппи
механизмов, которая обеспечивает контроль за рвотой
отдельных донгателеи, оповещает об аварийных )
сжимах и указывает места повреждений. При этом прп./е-
няется евстооая и звуковая сигнализация (см также
§ 13 С). Сотовую сигнализацию часто осуществлю к i с
помощью сиетовоп мнемонической схемы, распсюжеп-
iioii па пульте управления оператора. Схема отображгит
работу конвейеров, придает наглядный вид процессу
контроля и уменьшает оероятность ошибочных вктючо-
Hiiii. Звукоиая сигнализация применяется для
предупреждения о предаоящем пуске механизмов, огс.'беппо
есчи они удалены от пучьта управления. При аварийной
оаановке конвейеров должны автоматически вк.поч.-ть-
ся сигнальные лампы аварийною участка на
мнемонической cxc^^e, а также должен подаваться звуковс и п'-
На рис. 5-8 1кл<аз,ч1Ы узлы схемы пусковой <mna-
лизации. Перед песком конвейеров оператор опо1нп:оет

• конвейер 3 следует нажать кнопку КнСЗ. Двигатель ДЗ
ключается, а д] „ Д2 продолжают работать.
Схема управления обеспечивает: защиту от токов
к з. в силовой цепи и цепях управления
предохранителями Пр1—ПрЗ и от длительных перегрузок
двигателей тепловыми реле РТ1 — РТЗ; сигнализацию, указы-
ваюшую, в каком состоянии при нормальных условиях
эксплуатации находятся двигатели (красная лампа ЛК
указывает на то, что двигатель работает, зеленая лампа
да— на то, что двигатель остановлен). В схеме не
предусмотрен контроль за состоянием ленты и другими
повреждениями в конвейерах, так как за их работой на-
блюдает обслуживающий персонал.
В схемах автоматизированных конвейеров с большим
числом двигателей для упрощения управления
процессом пуска его производят одной кнопкой, с помощью
которой включается последний по направлению потока[
движения материалов двигатель. Остальные двигатели
включаются поочередно через замыкающие контакты
контакторов ранее включенных двигателей. Для
опробования и наладки конвейеров должна быть
предусмотрена возможность пуска и остановки с рабочего места
любого из двигателей независимо от других.
' Нередко возникает необходимость согласованного
вращения нескольких двигателей, приводящих в
движение параллельно работающие конвейеры. Для этой
цели применяются различные системы синхронного
^ращения (электрического вала)
«»#" На рис. 5-10, а изображена принципиальная электрн-
ш ческая схема двух согласованно движущихся конвейе-
I ров, приводимых в движение асинхронными
двигателями Д1 и Д2*, включенными по схеме двойного питания.
' Статорные обмотки двигателей подключаются к сети
'т переменного тока постоянной частоты f\, обмотки
роторов питаются от преобразователя частоты ПЧ, который
приводится во вращение двигателем Д через вариатор В.
Статорные обмотки двигателя Д и преобразователя ПЧ
подключены также к сети с частотой f\.
Изменением передаточного числа вариатора можно
Получить различную угловую скорость ротора ПЧ и,
следовательно, различную частоту тока f2 его роторной
• При большем числе конвейеров увеличивается соответственно
количество двигателей; принцип работы схемы не изменяется

пи что обеспечивает регулирование угловой скорости
ивнгателей конвейеров. В машине двойного питания, как
* в лЮбой асинхронной машине, намагничивающие силы
-обмоток статора и ротора неподвижны одна
относительно ДРУГО"- Магнитный поток статора C>i вращается
относительно статора со скоростью (o,=2a/i/p> соответст-
ннс поток ротора Ф2 относительно ротора вращается
овой скоростью со2=2л/2/р. Ротор машины двойно-
тания будет вращаться в ту же сторону, что и
потоки, с угловой скоростью ы=AI—ы2=2л(/1 — /2)/р
(здесь р — число пар полюсов статора и ротора).
Если двигатели Д1, Д2 и неподвижный
преобразователь ПЧ подключить к сети, то частоты токов статор-
ной и роторной цепей двигателей будут одинаковы и,
следовательно, двигатели Д1 и Д2 останутся
неподвижными. При вращении преобразователя частоты по полю
статора частота /2 наводимой в его роторе ЭДС Е2
уменьшится, и двигатели конвейеров будут вращаться с
угловой скоростью, пропорциональной разности частот
/=! -— /2, так как частота fi будет больше, чем частота f2.
Все двигатели в приведенной системе
согласованного вращения работают с одинаковой угловой скоростью
как при равных, так и при разных нагрузках
конвейеров, ибо увеличение, например, нагрузки на валу одною
из двигателей приводит к возрастанию угла
рассогласования 621 @22) между ЭДС его ротора Е2\ (£22) и ЭДС
ротора преобразователя частоты Е2 (рис. 5-10,6); при
этом увеличивается ток ротора /21 (/22) двигателя, а
следовательно, и его момент.
Пуск конвейеров начинается с подачи операторами
сигналов о ютовности к работе каждого конвейера
путем нажатия кнопок !\нП, КнГ2. При этом срабатывают
реле PCI, PC2, загораются сигнальные лампы, а
также подготавливается к включению цепь репе пуска РП.
При нажатии пусковой кнопки КнП реле РП
срабатывает и включает линейный контактор /(«/77, который че-
рез ограничивающее сопротивление ftorp подает
однофазное напряжение на статорные обмотки
преобразователя ПЧ и двигатели конвейеров Д1 и Д2. При этом
Роторы двигателей примут одинаковое (синфазное)
положение в пространстве относительно статоров, что
исключает выпадание машин из синхронизма при пуске.
Маятниковое реле времени PD1, пристроенное к
контактору KJH, после отсчета выдержки времени, необхо-
203

димой для поворота роторов двигателей и преобр.члоь,.,.
теля частоты в синфазное положение, включит
контактор /(Л2, который отключает контактор КЛ1 и под.-ц г
трехфазное напряжение на двигатели Д1, Д2 и
преобразователь ПЧ. Но так как частоты токов питания ст,и
торных н роторных цепей двигателей конвейеров ([, и
h) одинаковы, двигатели останутся неподвижными.
После включения контактора КЛ2 с выдержкой ъ\\,
ысни, создаваемой маятниковым реле РВ2, сраГяп.чт
контактор КЛЗ и начнется пуск двигателя Д, осуисстп-
ляемый контакторами КУ1— КУЗ и контролируемы!! в
функции времени при помощи реле РУ1— РУЗ. Прсоб-
разоватсль ПЧ будет приведен во вращение, в роторы
двигателей Д1, Д2 начнет подаваться ток частоты f2, ц
они станут синхронно вращаться. Отключение всей
системы производится нажатием одной из кнопок «Стоп»
КнС, КнС1 или КнС2.
Такая система привода обеспечивает достаточно
жесткие механические характеристики, синхронное вр.иле-'
ние и регулирование угловой скорости двигателей кик
нескольких параллельно работающих конвейеров, п<к
и одного многодвигательного конвейера.
Управление группой двигателей конвейеров может
производиться кнопками и переключателями
упрощения, которые находятся непосредственно у механизмов
или на диспетчерском пункте. Централизованное
управление осуществляется обычно одной из кнопок, при
нажатии которой двигатели включаются автоматичечк! в
определенной последовательности. При этом способе
управления оператор освобождается от
непосредственного участия в пуске каждого механизма и дает только
начальный командный импульс на пуск и остановку
конвейеров. Местное управление как самостоятетышй
режим применяется в том случае, когда конвейеры не
связаны технологически друг с другом. Обычно этот pi-
жим для автоматизированных конвейеров исполняется
в качестве вспомогательного для опробования и
проведения ремонтных работ.
При управлении транспортирующими мехашк^'.'^и
ПТС блокировочными зависимостями приходится о\н«-
тывать не только конвейеры, но и обслуживающие 1:Х
устройства и механизмы. Типичной является, наьрпмсф»
блокировка работы конвейеров с положением пиГдркв

п^ереКидных заслонок), направляющих поток насыпных
грузов в одну или другую сторону.
-На рис 5-11 в качестпе примера приведены схемы,
иллюстрирующие некоторые принципы управления ПТС
,JTтсемя конвейерами 1—3, двумя бункерами Б1, Б2 л
;ром Ш. Транспортируемый материал с конвейера 3
5-11, а) через воронку с двумя рукавами подается
|Рис. 5-11. Управление
о-транспортной системой.
один из конвейеров / или 2. Во избежание завала
ли холостого хода этих конвейеров необходимо приме-
Ить блокировку включения двигателей Д1 и Д2 (на
Ис. 5-11 не показаны) с положением шибера, которое
йксируется конечными выключателями ВК1 и ВК2.
«УШ требуется, чтобы конвейер 3 подавал материал на
онвейер /, то шибер должен закрыть правый рукав
""зонки и открыть левый. При этом замыкается контакт
а контакт ВК.2 остается разомкнутым. Первым
205

включается контактор внгатсля lomcikia / i i'p.( ,;.,
вспомогательным контактом /(.'// (рис 5-11,в) ы .н0-
иЯСТ ВКЛЮЧИТЬ КОПТЭКТОр КЛЗ ДВШаТС'Я !A'1Ч|'Ч'
раЗ
I ел и Т| с Пустея, чтобы конвейер 3 подавал ».:г:т<.| у , ,
па конвейер 2, то шибер перекрывает левый рук;:н i ( .
.роикп и открывает гравый; при этом замыкается конл.л г
ВК2 и иоследовател, по включаются двигатели копни'я-
ров 2 и 3. Остановка двигателей конвейеров / и ? у,-.и,
закрытие соотве1ствующего рукава воронки шпГсрсм
вызывает отключение контактора КЛЗ и остановку jj-i>
гатемя конвейера 3.
Для управления электроприводами конвейере i и
ПТС unpov используется обычная ре.н гпо-контактп.'я
аипа| атура: элекромагпитпые контакторы с поворотим
и пр'мохдовым якорем (серий КТ64, МК и др.)> .'то-
матпческие выключатели с комбинированными расцип:-
тел>:;п, (серий АП50, АЕ2000 и др.), путевые п конечп! е
вык ючатели, кнопки управления (типов КП171,
KML5000 и др.).
В последние годы для авю-атического управления
механизмами непрерывного трлпа орта все больше
применяется электроаппаратура слабого тока: малой;п -
рпгиые реле МКУ-48, телефонные и кодовые реле РКП,
РПН и КДР-1, шаговые искатели, а также бескопт,пт-
ная аппаратура:'индуктивные датчики, логические по-
менты и состоящие из них устройства (ячейки, мо \-
ли и др ).
Применение аппаратуры слабого тока дает воз
^(•ясность уменьшить габариты панелей и пультов ynpaiwx-
иня, сокращает расход соед[^;ительиых проводов, ^мич>-
шает мощность цепей управления, увеличивает безоп;;С'
иость обслуживания, так как в этом случае используется
паиря/ление 48—60 В. Бесконтактные аппараты
применяют как для управления, сигнализации и учета
транспортируемых грузов, так и для коммутации в цепях
силовых элементов.
Для дистанционного и централизованного управ ie-
иия конвейерами н ПТС широко применяют средства
телемеханики (телесигнализация и телеконтроль) и
управляющие электронные машины, позволяющие следить ы
наличием нужных деталей в цехах, давать команду об
изменении адреса следования грузов и т.д. [10].

(-лава шестая
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ
6-1. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
^Металлорежущие станки являются
распространенными производственными машинами, предназначенными
для механической обработки заготовок из металла ре-
ясущими инструментами. Путем снятия стружки
заготовке придаются требуемая форма, размеры и чистота
поверхности. На электромашиностроительных заводах
механическая обработка занимает значительное место в
общем процессе изготовления электрической машины в
условиях крупносерийного и массового производства.
В зависимости от характера выполняемых работ,
вида применяемых инструментов и формы образуемой
поверхности металлорежущие станки подразделяются нч
следующие девять групп: 1) токарные; 2) сверлильные
.и расточные; 3) шлифовальные; 4) комбинированные;
5) зубо- и резьбообрабатывающие; 6) фрезерные,
7) строгальные и долбежные; 8) отрезные; 9) разные.
"Внутри групп станки подразделяются на тины (модели).
В зависимости от технологических возможностей
обработки деталей разных размеров, форм и от характера
организации производства различают станки: 1)
универсальные и широкого назначения,
служащие для выполнения различных операций (например
точения, сверления, нарезания резьбы и др.) и способов
обработки (например, фрезерования и растачивания
отверстий) при обработке изделии многих наименовании
и типоразмеров; такие станки применяются при штучном
и мелкосерийном производстве в ремонтных цехах,
мастерских и т д. 2) специализированные,
предназначенные для обработки деталей, сходных но форме,
но имеющих различные размеры; такие станки
используются в серийном производстве; 3) специальные,
служащие для обработки детален одного типоразмера;
станки такого вида применяются п крупносерийном и
массовом производствах.
По массе и размерам различают станки: нормальные,
имеющие массу до 10-Ю3 кг; крупные—массой от 10
До 30-103 кг; тяжелые — от 30 до00-103 кг и уиикаль-

пые — свыше 100-10* кг. По точности обработки ра* щ_
чают станки нормальной, повышенной, высокой и особо
высокой точности (прецизионные).
6-2. ОСНОВНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ В
СТАНКАХ, КИНЕМАТИЧЕСКИЕ
СХЕМЫ
Процесс получения па станках деталей определенном
формы поверхности и размеров состоит в снятии с j?.
готовки лишнего металла инструментом, режущая кром.
ка которого перемещается относительно заготовка
Необходимое относительное перемещение создается н
результате сочетания движений инструмента и загогонки.
Они называются основными или рабочими д
ниже н и я м и. Их разделяют па главное (р е ж \, i\ с е)
движение (за счет него инструмент производит ргмя-
иие металла) и движение подач и, которое служит
для перемещения инструмента или обрабатываемом а\-
готовки (в зависимости от типа стайка) для снятия соя
металла с целью придания детали определенной формы.
В зависимости от вида обработки основные
движения могут иметь различный характер. Так, при
строгании сочетаются поступательное движение детали г.чи
инструмента (движение резания) и перпендикулярное к
нему поступательное движение инструмента (иодачг);
при токарной обработке происходит вращение заготовки
и поступательное движение инструмента (см. рис. 7 J);
фрезерование осуществляется путем сочетания пр<'и:;а-
телыюго движения инструмента и поступательного
движения заготовки; при сверлении оба основных
движения совершает инструмент (см. рис. 8-1) и т.д.
Главные движения в станках осуществляются
обычно при помощи электроприводов (иногда применяются
и гидроприводы), движения подачи — либо через »чха-
ническую передачу от главного привода, либо oi
отдельных электро- или гидроприводов.
Кроме основных движений в станках имеются в с i o-
могательные движения. Они непосредственно не
участвуют в процессе резания, но необходимы для
обработки изделий, например: для установки инструмента,
автоматического подвода его к заготовке и обратную
отвода, контроля размеров в процессе обработки,
подачи смазки и охлаждающей жидкости и т.д.
208

Передача движении п станках от дшпателеп к
рабочим органам осуществляется кинематическими iumMFj
механизмов станка. Структуру этих цепей, их взаимные
связи и особенности можно проследить но к и не».: ах и,
ческой схеме станка. По такой схеме леч ко рас„
считываются скорости движения рабочих органов стан-
ка или, наоборот, по заданным скоростям двн^и'ня
рабочих органов находятся требуемые значения jr.юной
скорости двигателей. Кинематическая схема п\,жр,) гак.
же для определения моментов, действующих па налу
двигателя, КПД и т.н.
В качестве примера рассмотрим кинематическою
схему вертикально-сверлильного станка 2А135. Г.".'.иное
движение* станка— вращение шпинделя V (рис. fi-l).
Движение от двигателя через клпноремепную передачу
0140— 0178 передается на вал / коробки скоростей,
на котором находится тройной подвижный б мок Би
обеспечивающий валу // три частоты вращения От па-
л,а // через шестерни 34—48* вращение передасто
валу ///, на нем расположен тройной подвижный блок
шестерен Б2, приводящий в движение полый вал IV,
связанный шлицевым соединением со шпинделем V,
который имеет девять частот вращения. Частота Bpai чиня
шпинделя при соединении шестерен, указанных up рис.
6-1, с учетом упругого скольжения ремня передач!'
= 742 об/мин.
Движение подачи осуществляется от штихеля
V через шестерни 27—50, коробку подач (в которой
расположены трех- и четырехступенчатые блоки i ■ сте-
реп с выдвижными шпонками), предохранительною ууф-
ту Ml (служит для защиты механизма подач от поломок
при перегрузках), вал IX, червячную передач) 1—47,
зубчатую муфту М2, вал А' и реечную шестерню 14,
которая находится в зацеплении с рейкой, нарезанной "а
гильзе шпинделя. Наибольшая подача smax опре;л-.".*еГ"
ся из выражения
далее, а такме на рис. 6-1 указанные цифри '
о зубьев у шестерен.

Вспомогательные движения производятся
оуЧную Перемещение шпиндельной бабки ог^шесизля-
^ся от рукоятки Р, череч червячную передач) 1—32 и
оеечную шестерню 18, сцепленною с рейкой ш=2 ».:м,
закрепленной на станине. Всртгкр.чыюе перемещение
^ола производится посредством рукоятки Р2 через вал
XI, конические шестерни 16—43 и ходовой пиит А7/.
Быстрое перемещение шпинделя с гильзой достигается
поворотом штурвала ///, связанного специальным
замком с валом А' Замок позволяет штурвалу свободно
поворачиваться на валу X в пределах 20°, а при больших
' углах поворота — связывает их в одно целое.
6-3. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА СТАНКОВ
Требования к электроприводам основных и
вспомогательных движений. Одним из важнейших вопросов
электрооборудования металлорежущих станков
является выбор типа эмектроиривода для основных движений.
На этот выбор оказывает влияние ряд факторов: 1)
диапазон и плавность регулирования скорости рабочего
механизма; 2) характер нагрузки привода; 3) частота
включений привода; 4) соотношение периодов
машинного и вспомогательного времени работы станка;
5) энергетические показатели работы привода — КПД
икоэффициент мощности; 6) надежность привода,
простота его обслуживания и наладки.
Регулирование скоросш приводов главного
движения станков производится в диапазоне от C—6) до
A00—120) : 1 и может быть осуществлено одним ич
следующих способов: 1) механическим — изменением
передаточного отношения от двигателя к рабочему
органу станка; 2) электрическим—изменением
частоты вращения двигателя; 3)
электромеханическим— комбинированием двух первых способов. При
этом механическое регулирование, как правило, явля-
егся ступенчатым, а электрическое может быть
ступенчатым и бесступенчатым.
Следует отметить, что механические характеристики
ЭЛеКтродвигателей главных приводов должны быть
жесткими. Перепад угловой скорости при изменении
нагрузки на валу двигателя от холостого хода до номинальной
Не Должен превышать 5—10%.

Нагрузка двигателя^главного привода при peiy.-щ.
ровании скорости меняется по-разному для различных
станков. Так, для станков с вращательным главным
движением (токарных, карусельных, фрезерных и т д.)
мощность Р, подводимая к шпинделю станка, на 1пачи.
тельной части диапазона регулирования частоты праще.
ния D=nmax/nmin должна быть постоянной (рис.(>2,а).
У станков с возвратно-поступательным главным
движением, например продольно-строгальных, наоборсм, на
большей части диапазона регулирования" при рабочем
ходе сохраняется постоянство момента нагрузки Л1 (рис.
6-2,6).
Приводы подачи современных станков
характеризуются значительным диапазоном изменения скорости
(до 1000:1 и более) при постоянстве момента нагрузки,
определяемого наибольшим усилием подачи.
Механическая характеристика привода подачи a=f(M)
должна быть жесткой.
Применяются следующие типы приводов подачи:
1) от главного привода через механйческую^передачу;
2) от отдельного электродвигателя; 3) от гидропривода.
Осуществление подачи от главного привода гкнполя-
ет сохранить постоянным установленное соотношение
между скоростью подачи и частотой вращения
шпинделя (планшайбы) станка, что является обязательным для
выполнения таких работ, как нарезание резьбы,
фрезерование и шлифование зубчатых колес и т.д. Вместе с
тем при таком способе невозможно плавное изменение
скорости подачи в процессе резания и значительно
усложняется кинематика станка.
212

i1 Выбор типа электропривода металлорежущих
станов Для главных "риводов токарных, фрезерных, рас-
* нЫХ и других станков с редкими включениями, с
небольшим диапазоном регулирования скорости при
достоянной мощности применяют трехфазные коротко-
замкнутые асинхронные двигатели, простые в
управлении, надежные и удобные в эксплуатации.
Регулирование'скорости рабочих органов в этом случае
производится переключением шестерен в коробке скоростей
жганка. Применяют также многоскоростные
асинхронные двигатели с переключением числа пар полюсов, что
"обеспечивает ступенчатое регулирование скорости и
позволяет уменьшить размеры коробки передач.
v На продольно-строгальных, кругло- и нлоскошлифо-
вальных и других станках, работающих с высоким
диапазоном регулирования скорости при M=const или в
ме частых реверсов, применяют системы
электрода с регулированием угловой скорости двигателей
энного тока изменением напряжения на якоре, а
[но Г—Д с МУ в качестве возбудителя, ТП—Д
исторный преобразователь — двигатель).
[риводподачи тяжелых токарных, карусельных,
фрезерных, расточных и некоторых других станков часто
выполняется от отдельного электродвигателя. Это
упрощает кинематику станка и облегчает его автоматизацию.
Момент сопротивления Мс на валу двигателя подачи
^рздается в основном силами трения, возникающими
При перемещении элементов станка. При пуске двигате-
^Ллзначение Мс будет больше, чем во время работы, так
Лак коэффициент трения покоя ио>цДВцж. Это обстоя-
^льство следует учитывать при выборе типа двигателя.
^ Для отдельных электроприводов подачи небольших
-станков следует применять асинхронные короткозам-
цКнутые двигатели с повышенным пусковым моментом
%(типа АОП, АС). Регулирование скорости подачи в этом
^ёРУчае производится изменением передаточного числа
аВробки скоростей или переключением числа пар полю-
»» двигателя В тех случаях, когда требуется плавное
ие подачи (например, в тяжелых карусельных,
ых и шлифовальных станках), применяют дви-
постоянного тока с питанием их по системе
—Д, Г—Д или ТП—Д
В последнее время получили широкое применение
гиДРоприводы для осуществления поступательных дви-

жснни узлов станков, например силовых голопок н
pei атных станках, суппортов в гидрокопиропа.'м i (
других специальных станках и т.п. Гидроприводы i;;
применяются в зажимных устройствах станкоп л:ц{
крепления обрабатываемых деталей, в механизма\
реключепия передвижных блоков шестерен в короГ
скоростей и т. п.
а — и, лапах, С — фллнцевос. е — есгроеии
Выбор типа двигателей для станков. Для сов ре л
ного станкостроения характерно стремление приб'и!:<
двигатель к рабочему органу станка, это позволяет уп]
тить кинематические цепи, снизить потери в передач;
сделать привод более компактным, что в свою оче{;
ведет к органическому слиянию электрической и мех,
ческой частей станка. Это обстоятельство привело к г
менению на станках кроме двигателей нормального
полпенни со станиной па лапах, двигателей специа.п
го исполнения со станиной без лап, имеющих флаиег
подшипниковом щите. На рис. 6-3 показаны усчон.
обозначения различных форм исполнения двигателей
кинематических схемах станков. Применение флапии
двигателей, которые могут устанавливаться непоерс;
венно на основание станка как горизонтально, тп
вертикально, позволяет в ряде случаев упростить iioi
рукцию станка, например, за счет изъятия конн'.ес-
шестерен, служащих для сочленения взаимно перпег
кулярных валов, и осуществить более компакт!
встройку двигателя в станок.
Приводные двигатели станков должны быть
замены от вредного влияния окружающей среды (пона^
в них машинного масла, эмульсии, металлической и
разивной пычи и др.). Если при работе станка не оГ>р<

я металлической пыли и исключено попадание в дви-
атель капель масла (эмульсин), то могут бьпь испиль-
овапы защищенные двигатели. Во псех других случаях
следует применять для привода станков закрытие
двигатели с наружным обдувом или с естественпьп- охлаж-
дение^.
Двигатели переменного тока выбирают т серги А А с
короткозамкпутым ротором одно- и мпогоскоростные,
встраиваемые н повышенном точности (серии 4ЛВ и
4АП) преимущественно па синхронную частоту вращения,
3000 и 1500 об/мин. Двигатели постоянного тока
выбирают из'новой серии 2П или специальные закрытые
двигатели с естественным охлаждением серии НС (без та-
хогенератора), ПСТ п ПБСТ (с встроенным тахогенера-
тором). Для следящих электроприводов используют
малоиперцноппые двигатели с гладким якорем серии
ПГТ, допускающие кратковременную перегрузку по
току до /кратк=5;8/ном при номинальном Mai пнтном потоке.
Для систем программного управления применяют
шаговые двигатели и двигатели с печатными обмотками якоря
типа ПЯ, а также специальные малоинерционпые высо-
комоментиые (Л1ьратк^7Л111Ом) двнгатсчи постоянного
тока типа ПБВ с возбуждением от постоянных магнитов.
6-4. РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ПРИВОДОВ СТАНКОВ
Для наиболее полного использования режущего
инструмента и станка обработка изделий должна
производиться при так называемой экономически выгодном
(оптимальной) скорости резания, которая при работе станка
с соответствующей подачей и глубипоп резания должна
обеспечить обработку детали с необходимой точностью
и чистотой поверхности при минимальных приведенных
Удельных затратах на обработку; производительность
при этом будет несколько ниже наибольшей возможной.
Оптимальная скорость резания зависит от твердости
обрабатываемого материала, свойств материала и геомет-
Рии режущего инструмента, а также от характера
обработки. На одном и том же станке могут обрабатываться
Детали разных размеров, из различных материалов и
различными инструментами, что является причиной
изменения режимов резания. Например, на токарных станках
пРи постоянной частоте вращения шпинделя пша с изме-

нением диаметра обработки d0op будет изменяться
скорость резания, м/мин:
уг = лс?о0рпшп/1000. F-1)
Следовательно, частота вращения шпинделя станка
определяется двумя факторами — диаметром docP и
скоростью резания vz. Рациональное использование станка
требует изменения частоты вращения шпинделя при ш-
менении технологических факторов.
Регулировочные свойства механизмов станков харак-
теризуются следующими показателями:
1) диапазоном регулирования D, который
при вращательном движении рабочей части станка равен
отношению максимальной угловой скорости (или
частоты вращения) к минимальной
D = Ышп.тах = пшп.тах ^ F2)
Вшп,ти Пшп.тгп
для станков с поступательным движением —
определяется отношением линейных скоростей: максимальной vmix
к минимальной vmin, т. е.
D = vmajvmin. F-3)
Примерные значения диапазона регулирования
скорости для приводов главных движений А- и приводов
подач Da некоторых типов станков даны в табл. 6-1;
2) плавностью регулирования, которая
определяется отношением скоростей на двух соседних
ступенях регулирования i и t+1, т. е.
ф = tli+i/tli = (dj+i/tt)^ F 4)
Это отношение называется коэффициентом
регулирования.
С уменьшением коэффициента ф возрастает плотность
регулировочного процесса, которая в значительной
степени влияет на производительность станка. В практике
станкостроения чаще всего применяются значения <р=
= 1,12; 1,26; 1,41; 1,58;
3) экономичностью регулирования,
характеризуемой затратами на создание данной системы
привода и стоимостью потерь энергии при регулировании
скорости;
4) стабильностью работы привода,
которая характеризуется перепадом скорости с изменением
нагрузки на рабочем органе станка.
216

i регулирования скорост!
Таблица 6-1
приводов главных
Диапазон регулирования
юго движе. движеи
1ня D подачи ,
л Уокариые (средние и крупные)
* Карусельные (тяжелые)
* Радиальио-сверлильиые
Горизоитальио-расточиые (средние)
■ фрезерные (универсальные)
"[родольио-строгальиые средних и
больших размеров
40—125
40—100
20-100
25—100
20-40
10-30
50—300
100—7000
5—40
30—150
100-600
50—100
□ Механическое ступенчатое регулирование скорости
§ главных приводов. На многих станках и до настоящего
п-времени применяют трехфазные односкоростные асин-
мхронные двигатели с чисто механической системой регу-
галирования скорости, осуществляемой путем
переключения шестерен коробки скоростей. В современных конст-
арукциях коробок скоростей переключения производятся
^дистанционно: с помощью электромагнитных фрикцион-
g ных муфт, например в токарных станках средних разме-
гидравлических механизмов, например в тяжелых
^овальных станках.
а рис. 6-4, а показан узел изменения угловой скоро-
1ала // путем переключения шестерен при помощи
электромагнитных фрикционных муфт Эм1—ЭмЗ.
рис. 6-4,6 приведен узел включения и
реверсирования вала /// при помощи механической фрикционной
рмуфты (фрикциона) МФ, переключаемой
гидроцилиндрами 1ГЦ и 2ГЦ, реверсивный золотник РЗ которых
'управляется электромагнитами 1Э и 2Э.
, Ступенчатое механическое регулирование угловой
скорости, осуществляемое переключением шестерен ко-
робки скоростей, не обеспечивает для разных диаметров
обработки наиболее выгодную скорость резания. Сле-
-Дов'ательно, станок при изменении docp не может
обеспечить высокую производительность. Кроме того, коробка
Скоростей представляет собой довольно сложную и гро-
Моздкую конструкцию, стоимость которой возрастает с
Увеличением числа ступеней.
217

Элеюролпханпчеекоо pciy.'inponamic скорое и
пых приводои. Д/я \,прощеш!5. кнпематпчесы х
ст анкон небольших и средних рг.^г.:сров npi- а\пи;ч
рС1\ЛП| OBai'!!!! >1Л0ВГФ СКОРОСТИ ПрП.К ПЯК'Г MI.O
ростпые acni хрогч'Ь'е короткоеvkiij гыс гвргг
(дп>ч-, ipex- !■ чстгрсхскоростпьа). lia pi'C. 6-4,
Рис. 6-4. Узлы переключения шестерен (а, б) и кинематичеии
ми коробок скоростей (о, г).
дано сопоставление кинематических схем коробок
скоростей для получения на шпинделе 12 угловых скорое ни
при использовании для привода одно- и двухскоростною
двигателя. Во втором случае количество шестерен
уменьшилось на две, блоков переключения — на один,
промежуточных валов — на один.
Более значительные результаты дает упрощение
кинематических схем работающего при постоянстве могию-
стн нагрузки главного привода тяжелых станков, в
которых применяются двигатели постоянного тока незавн-
218

симого возбуждения, позволяющие плапно регулировать
угловую скорость с постоянством мощности из.мснени-
ем тока возбуждения двигателя в диапазоне D3n=
= D—6) : 1 при постоянном напряжении на якоре. Но
так как требуемый диапазон регулирования скорости
главных приводов станков D~^ (80-HlOO) : 1, то
приходится вводить механическое регулирование (коробку
скоростей) с диапазоном
#мех -— D/Don = Fо : 120): D . 6) = A5-:-20)• 1. F-5)
В некоторых случаях при комбинированной нагрузке
диапазон электрического регулирования- доводят до
(8—12) : 1, используя при этом двигатели
общепромышленного назначения, для которых обычно допускается
Юета*=( 1,6-7-2)cohos, н двухзонное регулирование
скорости — ослаблением магнитного потока в диапазоне
д,лф= A,6-^-2) : 1 в зоне высоких скоростей, где обычно
мощность нагрузки постоянна, и изменением
подводимого к якорю двигателя напряжения при D3n>v= E^-6) : 1
в зоне низких скоростей, где постоянен момент нагрузки.
Если же по всем диапазоне £>эл мощность нагрузки
постоянна, то требуется завышение установленной
мощности двигателя по крайней мере в DMU раз, что в
большинстве случаев экономически невыгодно.
В обоих случаях коробка скоростей станка
оказывается сравнительно простой, имеющей две — три
механические ступени скорости.
Электрическое бесступенчатое регулирование
скорости главных приводов. Такой способ регулирования
применяется в станках, скорость главного привода которых
регулируется в диапазоне D^(8-=-12) : 1 и до 40 : 1 при
сохранении AJc«const в значительной части диапазона.
В этом случае коробка скоростей с переключающими
блоками заменяется редуктором, который имеет более
простую кинематическую схему.
В практике станкостроения для регулируемых
приводов до настоящего времени широкое применение имеют
приводы постоянного тока по системе Г—Д с ЭМУ в
качестве возбудителя, обеспечивающие плавное
регулирование скорости и достаточно хорошие динамические
характеристики. Для сохранения стабильности скорости
При изменении нагрузки применяют различные системы
автоматического регулирования, в которых испочьзуют-
ся магнитные и полупроводниковые усилители.
219

В последние годы для таких приводов вместо э. ек-
тромашииных преобразователей, имеющих значительные
габариты, невысокий КПД и большие эксплуатационные
расходы, все большее применение получают статические
преобразователи на управляемых полупроводинкицых
иентилях— тиристорах, обладающие следующими
преимуществами: меньшей стоимостью силовых элементов-
более высоким КПД; не требуется применение ф} пламен!
та; эксплуатация вентильного преобразователя прение,
а надежность выше в сравнении с электромапшш ым'
преобразователем.
Регулирование скорости приводов подач. В приводах
подач, характерные особенности которых были отменены
в § 6-3, используется механическое и
электромеханическое ступенчатое регулирование скорости, а также э."сь,-
трическое бесступенчатое регулирование. Мощность, не.
обходимая для осуществления подачн, значительно
меньше мощности главного привода, так как vnoB.^.v,,.,r.uim,
В станках небольших и средних размеров (тркарго-
винторезных, сверлильных, зубофрезерных и др.) п<
дача производится от главного привода через отдельную
коробку передач, что позволяет сохранить постоянным
установленное соотношение аПОд/Пшп, но в этом ел чае
нельзя изменять скорость аПОд в процессе резания и
усложняется кинематическая схема станка.
Коробка подач может быть упрощена при
ступенчатом электромеханическом регулировании скорости,
которое может быть осуществлено, например, при помощи
многоскоростных асинхронных двигателей.
При таком способе регулирования двигатель
выбирается такой мощности, чтобы он мог обеспечить
наибольшим приведенный к валу двигателя момент нагрузки
Ма, тау и наибольшую угловую скорость (атах,
пропорциональную &под т»у, т. с. его номинальная мощность
^ном > Мп,тах (йтах- Ю-3, (П-6)
и он будет полностью использоваться по мощности
только при pa6oie привода с максимальной скоростью
Выбранный двигатель необходимо проверить по пусковому
моменту из условия возможности трогапия с места, ьог-
да мо>Ид«т*.
Преимущества бесступенчатого электрического
регулирования скорости приводов подач остаются теми же.
что и для главных приводов. В простейшем случае тркои

можно осуществить с помощью электромагпит-
"ой муфты скольжения (ЭЛМ), связывающей асинхрон-
привоД 1
й муф
«й короткозамкнутып двшатель с механизмом подачи.
1 Mvdrra состоит (рис. 6-5, о) из дпух механически не
-связанных частей: ведущен (якоря) /, выполненной из
^рромагнитного материала и связанной непосредствен-
ноили через передачу с валом приводного двигателя Д,
Рис. 6-5 Электропривод с электромагнитной муфтой скольжеи
1сння элементов, б — механические характеристики
и ведомой части (индуктора, в продольные пазы
которого закладывается обмотка возбуждения 3,
присоединенная к контактным кольцам) 2, связанной жестко через ре-
'Дуктор Ред с механизмом подачи РМ. Между якорем и
°индуктором имеется воздушный зазор Якорь муфты вра-
ЙДается с такой же угловом скоростью, как и двигатель Д.
Шедомая часть муфты при отсутствии в катушке тока
неподвижна. Когда но катушке проходит ток возбуждения
/в, то создаваемый им магнитный поток будет пересекать
якорь и наводить в нем вихревые токи, взаимодействие
•вторых с магнитным полем индуктора создает вращаю-
&ий момент, вследствие чего ведомая часть муфты
приводит во вращение.
221

Ha
. Ь-J
х?р?
гсжа /„
IP (буЖДС 1
ИНДУКТОР,1 Л,о ICI'T,
С рост» ■
скорость в
Дл$ сабильм
обходимо иметь (
тирпые
привода с Э.ЧМ. При одром и 1( -,
возрасташ'ем частоты вращения
сдаваемы!! муфтой, у меньпастси.
неизменном значении Мс уг.чл-ая
муфты возрастает.
гулирова1'1'я скорости подачи i <.,
1еть бо .ее жесткие характеристики (щнк,
i.ie па pi'c. 6-5,6). Это достигается путем ..р..
томат!'ческою регулирования по выходному napa\ici|y
систем:., г. е. по ji.ioboh скорости. На рис. 6-5, о ,;апа
схема 1,чкою привода с центробежным регуляторе i
угловой скорости, обеспечивающая диапазон регулгрона-
ния до 8.: J при перепаде скорости не более 15%.
При пуске дпигателя Д контакт центробежного pei\-
лятора РЦ остается замкнутым до тех пор, пока скорость
ведомого вала не достигнет установленного значен!!-,.,
при котором центробежное усилие вызывает размыкание
контактов РЦ. В цепь первичной обмотки трансформ'-
тора Тр вводится сопротивление /?, это вызовет
снижение напряжения U2i и уменьшение тока /в.
Следовательно, уменьшатся момент муфты и скорость ведомого ва.-м,
а контакты регулятора РЦ вновь замкнутся. Это приье-
дет к увеличению момента муфты и возрастанию
скорости и т. д. Такой режим вибрационного регулиропапни
обеспечивает поддержание средней скороаи муфт: пп
заданном уровне, установка которого производится ш ч-
дейстшчм па винт цептробежпою регулятора,
изменяющего степень сжатия пружины, при помощи которой
производится замыкание контактов РЦ.
Путем введения обратной связи по скорости, ocyi ie-
ствляемой тахогенератором и усилителем, можно
обеспечить более точное регулирование скорости привода при
большем диапазоне.
При работе муфты в якоре возникают выделяемые и
виде тепла потери мощности, которые пропорционалы ы
передаваемому моменту и скольжению. Коэффициент
полезного действия привода г)оп с электромагнитной муфтой
определяется выражением
•n3D~Wl-s). ((>-7)
где т|а,д — КПД приводного асинхронного двигателя;
s— скольжение муфты.

При глубоком регулировании скорости КПД привода
оезко уменьшается, поэтому привод с ЭЛМ
целесообразно применять для механизмов подач с максимальной
мощностью до 1,2- 1,5 кВт при диапазоне регулирования
46) : 1. Преимуществами такого привода являются:
Рис. 6-6. Принципиальная схема электропривода серии ПМУ П.
простота и надежность, плавность пуска и
регулирования скорости, большой срок службы и удобство
управления.
При необходимости более глубокого регулирования
(свыше 10: 1) для приводов подач применяют
двигатели постоянного тока, частота вращения которых
регулируется изменением подводимого к якорю напряжения,
получаемого от отдельного управляемого преобразователя
в виде ЭМУ, ПМУ или ТП. В настоящее время для
регулируемых приводов подач преимущественное применение
имеет система ТП—Д.
223

На рис. 6-6, а приведена принципиальная схема при.
вода серии ПМУ-П, разработанного в ЭНИМС и при^..
няемого для подачи токарно-револьверных, шлнфопл.п.
ных и других станков. Якорь двигателя постоянною го-
ка Д питается от сети переменного тока через рабочч?
обмотки wi трехфазного магнитного усилителя ПМУ i,(.
рез выпрямитель В2: Магнитный усилитель имеет дпе
обмотки управления: задающую w2, которая питается от
отдельного выпрямителя через триод ЛТ4; смещения ц-:и
магнитодвижущая сила (МДС) которой выбрана тк|
что при отсутствии тока в обмотке Wi магнитный yen w-
тель закрыт.
Для получения жестких механических характеристик
двигателе Д (рис. 6-6, б) в системе имеется
отрицательная обратная связь по скорости, осуществляемая при
помощи тахогенератора ТГ и промежуточного усилителя
ЛУ на триодах /777, ЛТ2 и ПТ4. Задающее напряжение
Ua, снимаемое с потенциометра ЛЗ, сравнивается с
напряжением ио,с тахогенератора, и их разность подается
на вход усилителя ЛУ, выходной сигнал которого
поступает на обмотку а>2 и определяет напряжение па якоре
двигателя Д. Вход усилителя шунтирован диодами JU
и Д2, которые защищают триод ЛТ1 от перенапряжении,
возникающих при резких изменениях задающего
напряжения (пуск, остановка и др.). Рассматриваемая схег.а
имеет еще внутреннюю положительную связь,
создаваемую постоянной составляющей тока в рабочих обмотках
XDI, включенных последовательно с диодами BL С
ростом тока двигателя Id увеличивается и постоянная
составляющая 1а, что приводит к увеличению подмагни'.н-
вания ЛМУ, росту напряжения на его выходе и к
соответствующей компенсации падеЯия угловой скорости с
увеличением нагрузки. Механические характеристики
двигателя (рис. 6-5,6) в рассматриваемой схеме
получаются достаточно жесткими, что обеспечивает
регулирование угловой скорости в диапазоне до 100 : 1. В cxeve
имеется узел токовой «отсечки», состоящий из
трансформатора тока 7Т, выпрямителя ВЗ, диодов ДЗ и Д4 и трго-
да ЛТЗ.
Недостатком приводов серии ПМУ-П является
сравнительно большая инерционность. Повысить
быстродействие привода, что важно для ограничения нагрузок
механизмов подач, возможно путем применения
быстродействующих магнитных усилителей.

Более высоким быстродействием и жесткими
механическими характеристиками обладают приводы с тирис-
торными преобразователями для управления
двигателями постоянного тока, схемы которых будут рассмотрены
ниже.
6-5. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ СТАНКОВ
Необходимая для работы станка мощность, а
следовательно, и мощность, развиваемая приводным
двигателем, в общем случае изменяются в процессе обработки
детали. При изготовлении однотипных деталей с окон-
* чанием обработки одной из них станок останавливается,
производится измерение и смена заготовки, причем на
\ это время (t0) двигатель обычно отключается или отклю-
\ чается" посредством фрикционной муфты шпиндель,
Г а двигатель продолжает работу на холостом ходу. Затем
Г начинается обработка новой детали в течение времени tp
_,и т. д. Для обеспечения нормальной работы станка при
т подобной переменной нагрузке двигатель должен
удовлетворять двум условиям: развивать наибольшую мощ-
3 hoctl, требуемую в процессе обработки, и не перегре-
| ваться свыше нормы при работе с переменной нагрузкой.
В продолжительном режиме с п о с т*о я н-
ной нагрузкой (S1) работают главные " приводы
крупных токарных, карусельных, шлифовальных, зубо-
фрезерных и других- станков. Номинальная мощность
1 двигателя в этом случае должна быть выбрана равной
или немного большей номинальной мощности станка, оп-
\ ределяемой по наибольшей мощности резания.
Перемежающийся режим работы с
ч'астыми реверсами (S7) характерен, например,
1 для главного привода продольно-строгальных станков.
^•.Мощность двигателя здесь выбирается по нагрузочной
*■ "диаграмме методом средних потерь или эквивалентных
* величин.
В повторно-кратковременном режиме
(S3 или S4) работают электроприводы многих
металлорежущих станков (например, сверлильных, заточных, ав-
.томатов и др.)- Мощность двигателя в этом случае
определяется также методом средних потерь или
эквивалентных величин.
В кратковременном режиме (S2) работа-
Ют вспомогательные приводы станков (например, приво-
'5-612 225

ды быстрых перемещений суппортов и поперечин, црр.
воды зажимных устройств и др.). Время работы нсмо.-.то!
гательных приводов обычно незначительно и состлнлжт
5—15 с для небольших станков и 1 —1,5 мин для к\лц.
ных станков. Номинальная мощность двигателя
вспомогательных приводов определяется условиями nepeip>> <кн.
Машиностроительные предприятия имеют большой
парк металлорежущих станков с асинхронными
двщ,целями. Недогрузка этих двигателей приводит к
увеличению непроизводителыюго расхода электроэнергии ич <а
снижения КПД двигателей и к уменьшению o6i\nO
нсфор
приятие трансформаторов и линий электропередачи, \ ве-
лнчнваются потерн энергии в системе электроснабжения.
Поэтому приходится устанавливать компенсирующие
устройства, повышающие коэффициент мощности до
нормы. С этой же целью следует стремиться к более полной
загрузке двигателей и к сокращению или исключению
холостого хода.
6-6. ВЫБОР СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ СТАНКОВ
Эксплуатационные качества станка, такие как
производительность, удобство обслуживания и надежность
работы, в большой степени зависят от системы управления
его механизмами. Общее направление развития соп| е-
менного станкостроения — автоматизация о г е р я-
цнй управления рабочими двнженняvп н
максимальное упрощение операции
управления вспомогательными движение
м и, иоторые иногда выполняются вручную. При
автоматизации управления облегчаются условия труда рабо'.с-
ro-станочника, который освобождается от тяжелых фп.чп-
4echiix усглий и монотонных утомляющих движет'Г, от
необходимости запоминания зачастую сложной
последовательности рыголнения операции по управлсн!'Ю стян-
ком.
В cooiBCTiTBiiii с назначением и конструктивными
особенностями станка, а также характером
технологического процесса, система управление станком разделяется
обычно на ряд цепей, которые MoiyT работать незанпо'-
226

0 либо должны быть взаимно связаны или
сблокированы К системе управления станком предъявляются
следующие требования:
1) безопасность и удобство управления — достигается
расположением органов управления в легкодоступных
местах, чтобы рабочему не приходилось много ходить во-
Круг станка;
2) быстрота управления, т. е. на операцию
управления должно затрачиваться тем меньше времени, чем чаще
она производится;
3) точность системы управления, которая ус!анавли-
вается в зависпуости от назначения системы и икгюлняе-
мой ею функции. *
» В настоящее время в системах, управления станками
применяются механические, электргческие, псдравличе-
ские, пневматические устройства и их сочетания.
Механические элементы и средства автоматизации
широко используются для управления рабочими и
вспомогательными двгження\Ч1 в станках-автоматах и полу-
•т автоматах, предназначенных для крупносерийного и
массового производства типовых детален (например, в
современных токарно-револьверных автоматах).
Гидравлическое управление находит широкое
применение в агрегатных, копировальных и других станках бла-
п годаря его простоте, быстро; епствию, плавности хода
элементов гидропривода, у\-еньша1О*щсму вибрацию станка.
Q Гидравлические системы управления н\-сют и недостат-
,ки: связи между отдельными элементами
осуществляются посредством рычагов и маслопроводов, что усложняет
конструкции станков; при эксплуатации в гидросистеме
могут нарушиться уплотнения и появляется течь; в
станке постоянно находится большое количество масла, ко-
,торое необходимо периодически менять.
В последние годы непрерывно расширяется
применение в станкостроении пневматических устройств
управления. Пневматические элементы и системы большей
Частью применяются в сочетании с гидравлическими или
электрическими элементами. В таких системах движущая*
3 сила создается сжатым воздухом, а гидравлическая или
0 электрическая аппаратура используется для регулпрова-
)Ния скорости перемещения.
К настоящему времени наибольшее распространение
получили электрические системы управления металлорс-
■ *ущимн станками. Применение электрических элементов
15* 227
1

и устройств управления облегчает проведение широкой
унификации и стандартизации узлов станка, что снижает
его стоимость.
Электрическая автоматизация станков обладает
значительными преимуществами перед всеми другими
способами автоматизации, обеспечивая удобную
эксплуатацию и простую наладку станка, расширяя тем самым boj-
можностп создания и применения станков-автоматов.
В некоторых случаях эффективно применение смешанных
систем управления, например: гидравлики или
пневматики для выполнения силовых функций, а электрических
устройств — для управления ими. Такие системы
управления получили название элсктрогидравлических iuii
элсктропневматических.
6-7. ТИПОВЫЕ БЛОКИРОВОЧНЫЕ СВЯЗИ В СХЕМАХ
УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАМИ
Для выполнения рабочего цикла в схемах
автоматического управления станками должна быть взаимосв$н!
между различными режимами работы одного и того же мс -
ханизма или между отдельными механизмами станка.
В станках различных типов и модификаций можно отмс
тить некоторые типовые взаимосвязи, призванные
осуществлять следующие режимы.
а) Наладочный и рабочий режимы станка. В рабочем режим*.
привод станка работает длительно или повторно-кратковременно, >пс
обусловливается выполнением производственных операции. Н,-;.1;;-
дочные операции производятся дли опробования огдельных уз.1;' ь
мента Этот режим характеризуется кратковременными внлючент-
мн ненагруженного привода при малых угловых скоростях двигак-
ля (если регулируется скорость привода) " На рис. 6-7 приведен!.:
схемы согласования наладочного к рабочего режимов привод? с
асинхронным двигателем Для длительного режима (рис 6-7, а) и;:-
жимается кнопка КнП, получает питание контактор КЛ, KOTOpi:ii
каюшнм контактом блокирует кнопку КнП, поэтому после крат! <.--
Для наладочного режима используется двухконтак!-
ная кнопка КнТолч. При нажатии этой кнопки се
размыкающий ионтакт деблокирует кнопку 1\нП, а черсч
замыкающий контакт получает питание контактор КЛ ■'
включается двигатель, которьп" будет работать в течешч
времени воздействия на кнопку КнТолч. KpaTKOBpevc i-
нымн нажатиями на эту кнопку можно заставить дшч.ч-
228

тель работать в импульсном режиме со средней угловой
к скоростью, значительно ниже номинальной.
Взаимосвязь между наладочным и рабочим режимами
- может быть осуществлена путем введения
промежуточного реле РП (рис. 6-7, б), заменяющего двухконтактную
кнопку КнТолч. Аналогичные схемы для получения нала-
■ дочного режима применяются в приводах с многоскорост-
асинхронными двигателями, а также в приводах
(Достоянного тока, управляемых по системе Г—Д или
б) Ограничение перемещений и точная остановка механизмов
р станка Применяется для исключения столкновения между
отдельс ве
ное
норм
д>щ
тической цепи. Например, в шюскошлнфовальных, продольных стро-
гальио-фрезерных н других станках совершаемый столом путь огра-
—чивается конечными выключателями, которые переключаются упо-
ии, расположенными на столе (гл. 9).
На рис. 6-8, а показана схема отключения привода
вращения обрабатываемого изделия круглошлифоваль-
ного станка при выходе круга из зоны шлифования..В та-
ких станках поступательное перемещение шлифовальной
бабки производится обычно от гидропривода. В исход-
ном положении механизма размыкается контакт конеч-
ного выключателя ВК и двтатель Д автоматически
отключается. Для интенсивного торможения привода
круга используется электромеханический тормоз ЭмТ.

Следует отметить, что гидравлические устройства
позволяют просто обеспечить работу механизма подачи на
жестиом упоре, а затем изменить направление его
перемещения. На рис. 6-8,6 показана принципиальная схема
управления iидроприводом подачи станка. При подходе
к крайнему положению механизм становится на жесткнн
Рис 6 8 Схемы отключения двигателя при ограничении перемещ
издечия круглошлифовального станка, б-
упор, срабатывает конечный выключатель ВК и реле
времени РВ начинает отсчет длительности остановки на
упоре. По истечении установленной выдержки времени
включается промежуточное реле РК и дастся импульс на
включение электромагнита ЭмН, который переключает
гидропривод на отвод механизма в исходное положение,
контролируемое выключателем ВКИ.
в) Согласование работы отдельных приводов. В кр>пных ст;т-
ках между отдельными рабочими органами часто не бывает
механической связи, поэтому возникает необходьмость в определенной
последовательность введения их в работу, а так_же должна соблю-
чи, должна своевременно подаваться смазка и т д Так, в мстал.чо-
режущьх станках, имеющих отдельный привод подачи, во
избежание поломки инстр>мента главный привод должен включать я
первым. При пост>плениь команды на отключение, наоборот, глгшпий
привод должен останавливаться лосле остановки привода подачи.
Указанную последовательность работы приводов
обеспечивает схема, показанная на рис. 6-9.
230

Первоочередность включения главного привода здесь
обеспечивается введением в цепь катушки контактора
у(Я замыкающего контакта контактора ДТ. При нерабо-
тающем приводе подачи контактор главного привода КГ
отключается без выдержки времени после нажатия
кнопки КнС1. Для отключения главного привода при
работающем приводе подачи следует длительно нажать на
кнопку КнС1. При этом теряет питание промежуточное
реле РП, обесточивается контактор КП и отключается
двигатель подачи Д2. Отключение главного привода с
'двигателем Д1 произойдет через некоторс время,
обусловленное уставкой реле времени РВ, катушка
которого подключена параллельно катушке контактора КП.
При кратковременном воздействии на кнопку КнС1 вновь
5 включится реле РП, и если к этому моменту реле РВ не
сработало, то главный привод не отключится после
отключения привода подачи.
I 6-8. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАМИ
В системах управления станков и автоматических
линий нашли широкое применение низковольтные
электрические аппараты, серийно выпускаемые отечественной
промышленностью: магнитные пускатели, контакторы,
реле напряжения и тока, электромагниты и
электромагнитные муфты, путевые выключатели и переключатели,
автоматические выключатели и др,
231

Рассмотрим технические особенности новых типов
управляющих аппаратов, многие из которых специально
спроектированы для использования на станках.
Магнитные пускатели серий ПАЕ и ПМА
предназначены для дистанционного управления асинхронными
двигателями с короткозамкнутым ротором мощностью
17—75 кВт при напряжении сети 380 В, а также для
защиты их от продолжительных перегрузок и токов,
возникающих при обрыве одной из фаз. Основное исполнена
пускателей: с электромагнитом постоянного и
переменного тока, реверсивные и нереверсивные, с тепловым п
без теплового реле, открытого и защищенного
исполнений, без кнопок и с кнопками управления и сигнальной
лампой. Номинальный ток контактов главной цепи пускя-
тсля 40, 63; ПО и 160 А, контактов вспомогательной
цепи — 6 А.
Для защиты силовых цепей от к. з. и чрезмерных
перегрузок в последние годы широкое применение
получили автоматические выключатели (автоматы).
Отечественная промышленность выпускает однополюсные
автоматические выключатели для однофазного переменною
тока, трехполюсные для трехфазного тока и
двухполюсные для постоянного тока. Трсхполюсный автоматически:
выключатель может быть снабжен: тремя электромги
нитными расцепителями максимального тока, которые
практически мгновенно (/Отк~0,015^-0,02 с) отключаю!
аппарат при токах, превышающих номинальный в 6—10
раз, или тремя тепловыми расцепителями, которые
отключают аппарат при продолжительных перегрузках нл
25% за время не более 20 мин, и на 200—250% в теченгс
5—30 с.
Применяются также автоматические выключатели с
комбинированными расцепителями (токовыми,
тепловыми и минимального напряжения). Автоматический вы
ключатсль одновременно заменяет вводный выключатель,
предохранители и тепловые реле. Их применение
обеспечивает при срабатывании защиты отключение всех трех
фаз. В станкостроении получили применение следующие
типы автоматических выключателей: ч
АП50 — на /Ном=50 А при номинальном напряжении
до 380 В переменного тока и 220 В постоянного тока, с
номинальными токами расцепителеп от 1,6 до 50 A, toi
мгновенного срабатывания (огсечка) может устанавли
в-чься5,7н 10/,,,,»,;
232

АК50 — на /Пом=50 А при £/Ном<400 В переменного
и 220 В постоянного тока, на /Ном,эм.расц от 5 до 50 Л при
токах отсечки 5 и 10/пом. Для пуска и защиты
асинхронных двигателей рекомендуется применять выключатели с
уоТС==:10/ном, для защиты вентилей полупроводниковых
преобразователей — с /Отс=5 /Ном,
АЕ2000 — на /noM=10, 25, 63 и 100-А для установки
в электрических цепях напряжением до 500 В
переменного и до 220 В постоянного тока, с комбинированным
"расцепителсм на /отс=12/цом±20%. Выключатели
изготовляются с передним и задним присоединением проводов,
'имеют температурную компенсацию, позволяют
регулировать ток уставки теплового расцепителя в пределах от
0,95 до 1,15/ном, могут быть встроены в комплектные
устройства.
Тиристорные переключатели ПТМ предназначены для
бесконтактного управления асинхронными двигателями
мощностью до 5 кВт, электромагнитами и другими
нагрузками переменного и постоянного тока и
применяются для работы в системах электропривода и
промышленной автоматики. При соответствующих соединениях с
помощью ПТМ реализуются включение (/ВКл^Ю мс),
отключение, реверс, динамическое торможение (/отк^
^15 мс) нагрузочных устройств при числе
коммутируемых фаз, до трех.
Реле токовые тепловые серии РТТ предназначены для
Защиты трехфазных двигателей с короткозамкнутым
ротором от длительных перегрузок (/Пер<1,2—1,3 /|Ю„),
а также от перегрузок, возникающих при обрыве одной
из фаз. Реле выпускаются на поминальные токи 10, 25,
63 и 160 А, допускают регулирование тока
несрабатывания в пределах @,85—1,0)/пом,теп,элем, имеют ускоренное
срабатывание при обрыве одной из фаз и другие
особенности.
Реле промежуточные универсальные электромагнит-
; серии РПУ-4 предназначены для работы в цепях
.управления электроприводами напряжением до 440 В
частоты 50 Гц и 220 В. Втягивающие катушки реле могут
-питаться как переменным током (£/,юм,Кат от 12 до 440 В),
так и постоянным ({Люм.кат от 12 до 220 В), номинальный
,и длительно допустимый ток контактов — 6 и 10 А
Контактная система и частично электромагнит закрыты
прозрачным кожухом от случайного прикосновения и по-
(адания пыли.

Электромагнитные муфты. В станкостроении широко
применяются многодисковые фрикционные
электромагнитные муфты со смазкой," которые используются для
пуска, торможения; реверсирования и дистанционного
переключения на ход) степеней скорости кинематических
цепей сгаиков в главном приводе и в приводах подачи.
Электромагнитные муфты позволяют переключать
скорости и подачи во время работы станка как вхолостую,
так и под нагрузкой.
Выпускаемые электромагнитные муфты рассчитаны
на ио\м'налы1ый передаваемый момент 250—1600 Н-м и и
poKiive проскальзывании передают момент 16—1000 Н-м.
Для питания м>фт негюмыуют постоянны;1' тоь
напряжением 24 В, поучаемый от полупроводниковых
выпрямителей.
Глава седьмая
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ
7-',. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ТОКАРНЫХ СТАНКОВ
Станки токарной группы относятся к наиболее
распространенным металлорежущим станкам и широко при-
\ меняются на промышленных предприятиях, в ремонтных
мастерских и т.п. В эту группу входят: универсальнее
токарные и токарно-винторезные, револьверные, токар-
| но-лобовые, карусельные, токарно-копировальные стан-
• ки, токарные автоматы и полуавтоматы.
Ыа токарных станках производится обработка
наружных, внутренних и торцевых поверхностей тел
вращения цилиндрической, конической и фасонной формы,
а также прорезка канавок, нарезка наружной и
внутренней резьбы и т.д. Режущими инструментами на то-
ьарных станках служат в основном резцы, но
применяются также и сверла, рачвертки, метчики, плашки и др.
Характерной особенностью станков токарной груш ы
является осуществление главною движения за счет
вращения обрабатываемой детали. Подача режущего
инструмента производится путем пост)нательного
перемещения суппортов.
Наибольшее применение получили универсальные
токарно-иишоремные стинкн, на которых выполняются
234

всевозможные токарные работы. В
электромашиностроении на токарных станках производится (ЯЗточка валов,
подшипниковых щитов и^других деталей электрических
машин. На рис. 7-1 показан общий вид универсального
токарно-впнторезного станка. Основные узлы станка:
станина /, передняя (шпиндельная) бабка 2 с коробкой
скоростей и шпинделем «У, суппорт 4, задняя бабка 5,
Рис. 7-1. Общин вид токарно-вииторе
коробка подач 6, фартук 7 и шкаф с
электрооборудованием 8.
Станина является основной несущей конструкцией
станка. По направляющем станины перемещается
нижняя каретка суппорта, а также задняя бабка. Шпиндель
представляет собой полый вал, через который можно
пропускать прут копни материал при обработке его на
станке. На шпиндель навертьшастся патрон либо
планшайба для закрепления обрабатываемого изделия, а
также может устанавливаться передний центр при
обработке изделия в центрах.
Суппорт служит для закрепления режущего
инструмента (резца) и сообщения ему движений подачи:
продольной и поперечной. Фаргук соединен с нижней
кареткой суппорта \i перемещается вместе с ней вдоль
станины. Движение суппорту передается через, механизм
фартука от ходоиого вала либо от ходового винта,
которые получают вращение от коробки подач. Ходовой
винт используется при нарезании резьб, ходовой вал —
235

при всех других видах обработки. Задняя бабка
используется как вторая опора при обработке в центрах
сравнительно длинных изделий Она имеет выдвижную
пиноль, в которой закрепляется задний центр или рел) -
щий инструмент для обработки отверстий — сверла, moi-
чнки, развертки и др.
Токарно-револьверные станки предназначены дл».
обработки в серийном производстве деталей сложной
формы, в том числе болтов, гаек и др. Процесс
обработки на этих станках состоит из нескольких
последовательных операций, во время которых используются
различные инструменты: резцы, сверла, метчики и др.,
закрепленные в так называемой револьверной головке,
которая устанавливается на суппорте. В электромашино
строении токарно-револьверные станки применяются
для обработки подшипниковых щитов, втулок и
нажимных конусов коллекторов электрических машин.
Применение этих станков повышает производительность труда
в 2—3 раза по сравнению с обработкой на токарно-вин-
торезных станках.
На рис. 7-2 показан общий вид токарно-револьвер-
ного станка, основными узлами которого являются:
станина /, фартуки 2 поперечного суппорта 5 и суппорта 6
револьверной головки, коробка подач 3, шпиндельная
бабка 4, револьверная головка 7. При обработке
заготовки инструменты поочередно вводятся в работу путем
поворота револьверной головки вокруг своей оси. Суп-
236

порт с головкой может совершать быстрые продольные
перемещения по направляющим станины. Револьверные
головки обычно имеют шестигранную форму, режущие
инструменты закрепляются в радиальных отверстиях
(гнездах) головки.
Карусельные станки являются разновидностью
токарных станков. Их применяют для наружной обточки
„Рис. 7-3 Общий вид тяжелого карусельного
|и внутренней расточки цилиндрических поверхностей,
юбточки торцов на крупных деталях большого диамет-
|ра (до 13 м и более), но сравнительно небольшой дли-
яш, например: заготовок зубчатых колес, дисков паровых
гтурбин и др. *
i' На рис. 7-3 показан общий вид тяжелого двухстоеч-
^ного карусельного станка. Обрабатываемая деталь
закрепляется на горизонтальной планшайбе 1,
размещенной на станине 2, и обтачивается резцами, установлен-
.Щлми на левом 5 и правом 7 верхних суппортах, а также
ла боковом суппорте 9. Верхние суппорты
расположены на поперечине (траверсе) 6, которая
перемещается по двум стойкам 3 и 8. Боковой суппорт может
перемещаться вдоль стойки 8. Управление элсктроприво-

дамп станка может осуществляться при помощи
подвесной кнопочной станции 4.
Как уже отмечалось выше, станки токарной группы
весьма разнообразны по назначению, которое и опреде
ляет их конструктивные особенности. Подробные
сведения о конструкциях и кинематических схемах как
токарных, так и других металлорежущих станков можно
найти в [Ь].
7-2. ТИПЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ТОВАРНЫХ СТАНКОВ
Диапазон регулпроп;:;\w частоты вращения шппндс-
|Ля токарных станков достигает (80—100) : 1. При это-
/а ел ателье иметь по воз\ч»«пост плавное ее
изменение с том-, чтобы во всса случаях обеспечить наиболее
\ выгодную скорость резап^я.
х^_ Для станков токарном группы, в которых главное
движение является вращательным, требуется обычно
постоянство мощности в большей части диапазона т-
1 менення скоростей и только в области малых скоре;-
стен — постоянство момента, равного наибольшему
допустимому по условию прочности механизма главного
движения (рис. 6-2,а). Малые частоты вращения
предназначаются для специфических видов обработки:
нарезания резьбы метчиками, обточки сварных швов и др.
В главных приводах токарных и карусельных
станков широкого назначения малых и средних размеров
основным типом привода является привод от
асинхронного короткозамкнутого двигателя. Асинхронный
двигатель конструктивно хорошо сочетается с коробкой
скоростей станка, надежен в эксплуатации и не трсбуе г
специального ухода. Регулирование частоты вращение
шпинделя станка в таком приводе осуществляется п>-
там«-переключсннй шестерен коробки скоростей.
В' токарных станках малых размеров пуск,
остановка и изменение направления вращения шпинделя часто
производятся с помощью фрикционных муфт. Двигатсл!
при этом остается подключенным к сети и вращаете;> в
одном направлении.

Тяжелые токарные и карусельные станки, как
правило, имеют элсктро\-еханическое ступенчато-плавное
регулирование скорости главного привода с
использованием двигателя постоянного тока.,Сравнительно
простая коробка скоростей таких станков дает две —три
ступени угловой скорости, а в интервале между двумя
ступенями осуществляется в диапазоне C—5) : 1
плавное регулирование угловой скорости двигателя
изменением его магнитного потока. Это, в частности,
обеспечивает возможность поддерживать постоянство
скорости резания при точении торцевых и конусных
поверхностей. При наличии в заданном диапазоне
частоты вращения шпинделя участка с постоянством
момента нагрузки целесообразно "применить двухзонное
электрическое регулирх)вани"е угловой скорости
"двигателя. Это позволяет упростить коробку скорйстей
(уменьшить число ступеней "скорости") И повысить
использование двигателя в зоне постоянства момента натруТКи.
Особенность1о~главТГОГО'~ггрт!вода карусельных "станков
является большой момент сил трения в начале пуска
(до 0,8 Миом) и значительный момент инерции
планшайбы с деталью, превышающий на высоких
механических скоростях в 8—9 раз момент инерции ротора
электродвигателя. "Применение в этом случае
электропривода постоянного тока обеспечивает плавный пуск с
постоянным ускорением.
,-/ В цехах машиностроительных заводов обычно нет
усети постоянного тока, поэтому для питания двигателей
/тяжелых станков устанавливают отдельные
преобразовательные устройства: элсктромашинные (система
Г—Д) или статические (система ТП—Д).
>гБссступснчатос электрическое регулирование
скорости (двухзонное) применяют при автоматизации
станков го сложным циклом работы, что позволяет легко
переналаживать их на любые скорости резания
(например, некоторые токарно-рсвольверные автоматы).
Бесступенчатое электрическое регулирование скорости
главного привода используется также для некоторых -
Прецизионных токарных станков. Но во всех этих
случаях диапазон регулирования скорости при постоянстве
мощности нагрузки не превышает D^-5) : 1, в остальной
части диапазона регулирование ведется при
постоянстве момента нагрузки. Привод подачи небольших и
средних токарных станков чаще всего осуществляется от

глиною двигателя, что обеспечивает возможность па-
резания резьбы. Для регулирования скорости погачг
применяются \'ноюступенчатые коробки подач.
Переключение ступеней производится вручную или с
помощью электромагнитных фрикционных муфт
(дистанционно).
В некоторых современных тяжелых токарных и
карусельных станках для привода подачи используется
отдельны» шнрокорегулпруемый электропривод
постоянного тока. Угловая скорость двигателя изменяется в
диапазоне до A00—200) : 1 и более; привод выполняется и.
системе ЭМУ—Д, ПМУ—Д или ТП-Д.
Для вспомогательных приводов токарных станков
(ускоренное перемещение каретки суппорта, зажим'а~пя-
делия, насоса охлаждающей жидкости и др.)
применяются отдельные короткозамкнутые асинхронные двша-
тели.
7-3. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ
Основные характеристики режима токарной
обработки. Процесс обработки деталей на токарных станках
происходит при определенных значениях величин,
характеризующих режим резания. К ним относятся (рис. 7-4):
глубина резания t, подача s (перемещение резца ня
один оборот шпинделя), скорость резания v, т.е.
линейная скорость, с которой перемещается снимаемый слон
металла (стружка) относительно резца.
Назначаемая скорость резания зависит от свойств
обрабатываемого материала, материала резца, вида об-
Рнс 7-4 Схема токарной обработки.
/ —дсиль. 2 —резец, 3 —шпиндель ста

работки, условий охлаждения резца и детали.
Необходимое значение скорости резания, м/мин, может быть
определено по следующей формуле:
vz = ^ G-1)
где Т—стойкость резца (продолжительность работы
резца до затупления), мин;
Cv — коэффициент, характеризующий свойства обра:
батываемого материала, резца, а также вид токарной
обработки (наружное точение, обрезка, нарезание
резьбы и др.);
t — глубина резания, мм;
s—подача, мм/об;
т, х-о, у» — показатели степени, зависящие от свойств
обрабатываемого материала, резца и вида обработки.
Глубину резания устанавливает, исходя из
припуска на обработку. Для черновых (обдирочных) работ
/=3-=-30 мм, для чистовых работ *=0,1-н2 мм. Подача
выбирается по условиям обеспечения максимальной про-
юводительности и требуемой чистоты обработанной
поверхности. Для черновых работ s=0,4-=-3 мм/об и
более, для чистовых работ s=0,l-=-0,4 мм/об. Скорость
резания при обработке деталей из углеродистой стали
резцами из быстрорежущей стали az=30-h60 м/мин.
В процессе токарной обработки на резец под
некоторым углом.к его режущей кромке воздействует
усилие F, обусловленное сопротивлением металла резанию.
&то усилие обычно принято разлагать на три составля-
цие (рис. 7-4):
/^ — радиальное ус ил и е, передаваемое через
резцедержатель на суппорт станка; /ч — осевое
усилие, преодолеваемое механизмом подачи; Fz — усилие
резания, преодолеваемое шпинделем станка.
Усилие резания, Н, может быть подсчитано по
формуле
FZ = 9,81CF tFzsF*vn2, G-2)
где Сfz—коэффициент, характеризующий
обрабатываемый материал, материал резца и вид токарной
обработки; Xfz< Ufz, n — показатели степени, зависящие от
свойств обрабатываемого материала, резца и вида
обработки.
16-612 241

- Значения коэффициентов и показател.ей степени и
формулах G-1) и G-2) находятся из справочника по
режимам резания. Между усилиями Fx, Fv и F2
существуют следующие соотношения (установленные опытны i
путем):
Fy - @,3 : 0,5) Fz и Fx = @,2ч-0,3) Fz. G-J)
При известных значениях скорости и усилия резание
можно определить мощность резания, кВт:
Pz = FzvJ№-m0. G-4)
Мощность, затрачиваемая на осуществление подачи
суппорта, кВт, подсчитывастся по формуле
/^ = /^/60-1000, G Г»)
где Fu=zFx-\-(Fz-\-Fv)\!i, — суммарное усилие подачи,
необходимое для перемещения суппорта с резцом в па-
правлении подачи, Н; ц=0,05-=-0,08 — коэффициент
трения в направляющих суппорта; vn — скорость подачи,
м/мин.
Следует отмстить, что мощность подачи значительно
меньше мощности резания: Pafs @,001—0,01)Рг, тлк
как скорость vn во много раз меньше скорости vz.
Важным фактором, определяющим
производительность станка, является машинное или
технологическое время обработки, мин:
/м -= Hnmus, G())
где / — длина обработки (прохода резца), мм; /?|;ш —
частота вращения шпинделя, об/мин; s — подача, мы/ofi.
Как следует из G-6), машинное время можно
сократить, увеличив либо подачу, либо частоту вращение
шпинделя, т.е. скорость резания, ибо г>2=ж//?щп/1000.
Обработка металла с большими скоростями резашч'
(до 300—400 м/мин) и соответствующими подачами i o-
лучнла наименование скоростного точения,
которое возможно при использовании резцов, оснащениях
пластинками из твердых сплавов или металлокерамики.
Определение мощности дишагелей приводом гокар-
ных станков. Мощность на валу двигателя главною
привода в установившемся режиме складывается из
мощности резания, зависящей от усилия и скорости резапкя,
и мощности потерь в механизмах передач, которая '<ч-
внепт от нагрузки, числа звеньев кинематической ни"
и частоты вращения привода. При расчетах обычно
242

пользуются коэффициентом полезного действия станка,
который определяется как произведение КПД
отдельных звеньев кинематической цепи при работе на данной
скорости:
При увеличении частоты вращения рабочих органов
станка потери в передачах увеличиваются, поэтому КПД
станка уменьшается. Для станков токарной группы
КПД кинематической цепи главного привода при
полной нагрузке в среднем составляет 0,7—0,8. Для цепи
подачи обычно ц=0,1-^-0,2, так как здесь применяются
замедляющие передачи, имеющие низкий КПД.
Мощность, кВт, на валу главного двигателя в
установившемся режиме с учетом потерь в передачах опре-
" деляется по формуле
Рдв = Р/псг, G-8)
где 1|ст — КПД станка при данной мощности резания.
Токарные стайки общего назначения
(универсальные) могут работать в продолжительном режиме с
номинальной нагрузкой. В этом случае мощность на валу
двигателя, кВт,
Лн.м = ^..юмЧт.ном, G-9)
где P:w,n, устном — соответственно поминальные
мощность резания и КПД станка.
" Из выражения G-9) можно определить потери в
^станке при номинальной нагрузке
А^ст, ном = Рг. иом/1]ст. иом — Рг. ном- G-10)
При нагрузках станка, отличных от номинальной,
потери определяются по формуле
ДРСТ = яРг,ноч + ЬР2, G-11)
'где а и b — коэффициенты постоянных и переменных
потерь, для практических расчетов
а = 0,6 (а + Ь) н Ь = 0,4 (a -f Ь). G-12) ч
Сугмарное значение коэффициентов а и Ь можно
подсчитать по выражению
а + Ь - A - %t,hom)/»1ct.hom. <7-13)
Если двигатель во время вспомогательных операций
Не отключается, то его нагрузка Ро будет равна мощ-
16* 243

ности потерь холостого хода станка РСто. Для
практических расчетов потери холостого хода станка прнблизп
тсльно принимаются равными
ДР<10^0,6ДРстиоч,. " G-14,
При работе станков, в том числе и токарных, в
продолжительном режиме с переменной нагрузкой и в щ -
вторно-кратковременном режиме расчет мощности двг-
гатсля производится, как правило, методом срсднг\
потерь или эквивалентных величин с использованием на
грузочных диаграмм привода. Построение нагрузочном
диаграммы производится с учетом конкретных техно. (-
гических условий работы того или иного станка при v<-
готовлении наиболее часто обрабатываемых на.нем
деталей наибольших размеров [17].
7-4 ЭЛЕКТРОПРИВОД И СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТОКАРНО-
ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА
Главный привод и привод подачи большинства м..-
лых и средних токарных станков осуществляют от од1*< -
скоростного асинхронного двигателя в сочетании с м-
робками скоростей и подач На некоторых станках npi
меняют двигатечь постоянного тока, который и
сочетании с коробкой скоростей осуществляет электро
механическое регулирование скорости.
В механических цехах машиностроительных заводш
нашли широкое применение токарно-винторезные ста1 -
ки модели 1К.62, которые используются в условиях ин
дивидуального и мелкосерийного производства. Станок
модели 1К62, общий вид которого показан на рис. 7-1,
имеет следующие технические данные. 1) нанболыш.и
диаметр изделия, установленного над станиной, 400 м\\
2) наибольший диаметр обрабатываемого прутка 45 м...
3) расстояние между центрами 1000 мм; 4) число
ступеней частоты вращения шпинделя 23 (от 12,5 , <>
2000 об/мин).
Привод шпинделя и рабочей подачи суппорта ос>кд-
ствлен от асинхрон-ного короткозамкнутого двигате.;;
мощностью 10 кВт при 145 рад/с. Регулирование уг.ю
вон скорости шпинделя производится переключением
шестерен коробки скоростей с помощью рукояток, измс
неиие продольной и гоперечной подач
суппорта-—переключением шестерен коробкп подач также посредство i
244

оотвстствующих рукояток. Для быстрых перемещений
уппорта служит отдельный асинхронный двигатель
ющностью 1,0 кВт при 141 рад/с. Включение и выклю-
снис шпиндетя станка, а также его реверсирование
роизводится с помощью многодисковой фрикционной
!уфты, которая управляется двумя рукоятками. Вклю-
Гр ПрЬ ВО ЛМО
—ен
:ение механической подачи суппорта в любом направлс-
ми производится одной рукояткой.
На рис. 7-5 представлена электрическая схема стан-
:а 1К.62. Кроме главного двигателя Д/ и двигателя бы-
трых ходов Д4 на схеме показаны: двигатель насоса
«лаждения Д2 и двигатель гидроагрегата ДЗ, присое-
1иняемый через электрический разъединитель (штеп-
:ельный разъем) ШР в случае применения на станке
■идрокопировального устройства.
Напряжение на станок подается включением
пакетного выключателя ВП1. Цепи управления получают
питание через разделительный трансформатор Тр с
вторичным напряжением ПО В, что повышает надежность
Работы аппаратов управления. Такое питание цепей уп-
245

ран.юпии характерно нооС>и„е д.1» больнпчк iBa гчмц,.
cxev метал.-'оро-лщил стагкон
Пуск Д1>1ч?ч<.л» Д1 пропиидится иажачпсм кнопки
КкП, при ном включается контактор ДГ и i энными
контактами i рр-соедипяст статор двигате ih к сети, a
всиомог;1 юлы.ым контактом шунтирует п\сковую ы.сщ-
ку. Од1 овремсппо пускаются двигатели насоса
охлаждения (если включен пакетный выключатель ВП2) и п<\~
роагрегата. Включение шпинделя производится
поворотом вверх рукоятки управления фрикционной муфтой.
При повороте этой рукоятки в среднее положение
шпиндель станка отключается; одновременно нажимается
путевой переключатель ВП и включается пневматически
реле времени РВ. Если пауза в работе превышает 'Л -
8 мин, то* контакт роле РВ размыкается и контакте^
КГ теряет питание. Главный двигатель отключается or
сети и останавливается, что ограничивает его работ\
вхолостую с низким значением cos (р и уменьшает
попри энергии. Если пауза мала, то реле РВ не успенас г
сработать и отключение двигателя шпт деля не гро-
кзойдет.
Для управлс1 ия быстрым перемещением суппорт;;
служит рукоятка па фартуке станка. При повороте эк и
рукоятки она i ажимает па персключа1ель ВЕХ, cm
контакт замыкает4 цепь катушки контактора КЬХ,
который включает двигатель Л4. Возврат рукоятки
нервнее положение* приводит к отключению двигателя Ц4
Станок имеет .vtenoe освеисш'е. IliTanne л;;м1.ы
ЛМО произно, ртс-я напряжением 36 И от от, с и.гой
обмоткр' трапс(|)орм;;тор;' 'lp. \\ uem' лампы находятся
пре,.охр;чиполь Пр4 и вымючг'тсль ВО. Иног;;;; o;:i.n
из вынедов обмоткр' тр;;1'С(])орм;'тора шмкого hpi p>w;u
пия Тр прн.соеднняют к газовой i рубе, в которон i ро.ю-
жеп BTOpcJi1: пронод, питающий л;м-цу В качестве сисич)
из нроведои нторичнон кепи местного освещения щ и
напря>чеш'ях 12 и 36 В обычно испо 1ьзуют ст;тн \
станка
Схе- ой унрг'в кмн'к прсд>с %-OTpci.u: защита , iii:i;'
телеп Д1—J13 от дл1'то."Ы1ЫХ псрегр\чок тсплоиы:-.и рс
ле РТ1, РТО и РТГ11; от к.з. соответствующими iww.u-
кпмн предохр;!11пте.-!ямн. При кратконремеипых герс
гр\<к?х, возникающих на шпинде ie, i роис хо, !"■
проск];лыын;'.ние фрикциопнор" м\ч|)ты !• прр'вочьой ч"-
гатель отсосдр'ияотся от входного ва.-;? коробки сьс рс>-
246

ртей станка. Для быстрой остановки шпинделя станка
^ужит установленный в передней бабке механический
гормоз.
7-5. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ТОКАРНО-
РЕВОЛЬВЕРНЫХ СТАНКОВ
llv современных токарных, токарпо-винторезпых и
1еволпверны\ станках широко приме! ястся автоматиза-
[ия 'jciioMOiaie 1ьпых движем пй, а также дистанцион-
юе управление механизмами станка. Особенностью то-
сарно револьвер! ы\ ста! ков является г'втоматическое
1ерекл1оченге скорое.in ншипделя и по/.а.чи без останов-
ганка, которое производится с помогало электромаг-
ых м^ф), встроем ны\ в коробку скоростей и короб-
СУ ПОДач.
15 качестве пример? рассмотрим электропривод то-
сарто револьверного станка моде ш 111365 (см. рис.
Г-2), прс; нгчнг'ченного ;;ля обрг'ботки в патроне чугун-
1ых и..и сальных детгнич1- ,.иагстром ,.о 500 мм, изго-
овлегие которых требует вьп ол! ения ряд? поседова-
ельпых операции: точении, сверления, растачингиия,
lapcsai'HH речьб идр Заготовка закреплктся всамсен-
рируюием n;'Tpoi с, а необходимый для с Сработки ком-
шект инструментов устанавливается в револьчерсо!': го-
ювке с вертпкаты он ое ыо ic ворота.
Электрическая е.хе\-а управления станком нрпьеде-
ia на рис 7-0. Привод ни иг,.еля осуществлен от аепн-
сронною ,.ви1 ателя Л/ мощностью И кВт i pi 145рад/с;
даигатель Д2 мощностью 1,7 kBi при 142 рад/с при-
юдит во вращение насос гидросистемы, а также исполь-
|уется для получения быстрого продольного перемеще-
'чя двух cyi портов станка; насос охлаждения вращает-
i двигателем ДЗ мощностью 0,125 кВт при 280 рад/с.
Угловая скорость шпинделя регулируется ступенча-
го от 3,4 до 150 рад/с. Передвижение блоков шестерен
\ коробке скоростей производится гидре*,илипдрами.
В коробке с коростей находится также фрикцио1,
состоящий из дв\х муфт: одной — для включения прямого
[правого) нр<л „ении шпип/еля, другой — для обратного
Плевою) вращения. Включение ^тих муфт
осуществляется ги;;роцили!дром, золотник которого соответственно
Переводится при помощи электромагнитов Э/il и Эм2.
Муфть1 ечтдинню! нал электро, ытателя Ml с коробкой
247

скоростей. Для быстрой остановки шпинделя в коробке
скоростей предусмотрен гидравлический тормоз,
управление которым осуществляется через специальный
гидрозолотник с помощью электромагнита ЭмЗ.
Подача суппортов осуществляется от главного при
вода. Скорость подач регулируется механически

движением блоков шестерен в коробке подач при помощи
щдроцилиидров. Установка нужных скоростей
шпинделя и подач производится посредством рукояток
гидропереключателей, находящихся на фартуках суппортов и
воздействующих па золотники соответствующих гидро-
иилиндров.
Все органы управления электроприводами станка
находятся на пульте, помещенном на передней стенке
коробки скоростей. Напряжение на схему управления
подается вводным выключателем ВВ. Лампа местного осве-
цения ЛО включается выключателем ВО. Включение
»лектродвигателей Д/ и Д2 производится кнопкой КнП,
включение — кнопкой КнС1. Включение и отключение
двигателя МЗ насоса охлаждения производится'
пакетным включателем ВН. В процессе рЯзгоНа двигателя Д1
при угловой скорости @,2н-0,3)(оНом замыкается контакт
>еле контроля скорости РКС, подготавливающий к вклю-
1ению цепь быстрой остановки щпинделя, необходимой
фи переключении шестерен во время работы станка.
Для получения правого вращения шпинделя следует
нажать кнопку Кн «Вправо». При этом срабатывает реле
VF14 и замыкает свои контакты, блокируя замыкающий
контакт кнопки, включая реле РПЗ и Подготавливая к
включению электромагнит Эм1. Контакт реле РП4
включает также зеленую лампочку JJC2. Пссле отпускания
кнопки Кн «Вправо» включается электромагнит Эч1 и
шпиндель станка разгоняется до установленной угловой
скорости. Если шпиндель из неподвижного положения
[необходимо пустить в сторону левого вращения, то
нажимается кнопка Кн «Влево», при этом включается реле
РП5, а после отпускания кнопки — электромагнит Эч2.
(Горит зеленая лампочка ЛС2. При обоих направлениях
■вращения шпинделя реле РПЗ подготовляет к
включению электромагнит ЭмЗ, управляющий гидротормозом
^шпинделя.
Для изменения угловой скорости шпинделя или ско-
^рсти подачи суппорта при работе станка (подключен к
, сети двигатель Д1 шпинделя и включен фрикцион) сиа-
1 «ала устанавливается специальными гидр011ереьлючате-
Алями нужное значение скорости или подачи (предвари-
Гтельный выбор скорости или подачи), а затем нажимается
кнопка Кн «Перекл». При этом включается и
становится па самопитапие реле РП2, гаснет зеленая лампоч-
n* J1C2 и загорается красная лампочка JlCt. Включается

реле времени РВ. Отключается электромагнит Эм1 (при
левом вращении — Эм2), и включается электромагнит
ЭмЗ. Происходит выключение фрикциона и быстрая
остановка шпинделя гидротормозом, после чего гидроци-
лнпдры переключают шестерни в коробке скоростей нлг
коробке полач (при этом все валы и шестерни получают
медленное вращение от специального гидромехаш: s,\ia
медленною проворота). К моменту завершения иерек.по-
4Q\ivi\ размыкается контакт реле времени РВ, отключает
ся pc.ic PI/2, электромагнит ЭмЗ и вновь включается
i юктромагпит Эи1 ujiv Эм2, что вызывает разгон и н[ - -
щепис пш'иделя в прехи юю сторону, по с другой
скоростью (или при другой подаче). Вговь загорается .•',:■;-
почка ЛС2.
Если н^еключетр'о скоростей или подач npoii3iiO"i.i-
ся прг отключегпом , вшатело Д1 (отключен /\'Л) лр'по
когда двигатель еще не >ciuvi разогнаться (реле Р1\С не
сработало), то при нажатии Д'н «Перекл.» элсктромапит
ЭмЗ тормоза и реле РВ не включаются (РПЗ не
сработало или отключено напряжение питания
электромагнитов), поскольку в данном случае торможение шпиплеч»
не требуется.
Чтобы переключить скорость при выключенном
фрикционе (когда шпиндель не вращается, но двигатель Д1
остается включенным), следует установить гидроперс-
ключатсли предварительного набора скоростей и ио;.ач
в нужное положение и затем одновременно нажать
кнопки Кн «Перекл » и Д'н «Вправо» (или Кн «Вледо»),
размыкающие цепь питания электромагнитов, и удерживать
их (кнопки) в течение 2—3 с, пока не закончится перс
ключеппе шестерен. Нажимать кнопки «Вправо» и ш
«Влево» при таких переключениях необходимо для
того, чтобы,предотвратить включение электромагнита Э;,:о
через замкнутые контакты реле РП2 и РПЗ.
Для реверса шпинделя нажимается кнопка протш.о-
положного направления. Остановка шпинделя
производится кнопкой КнС2, при этом электродвигатели Д1 и /IP
не отключаются.
7-6. ЭЛЕКТРОПРИВОД И СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЯЖЕЛОГО
ТОКАРНО-КАРУСЕЛЬНОГО СТАНКА
Некоторые особенности главного привода тяжелых
карусельных станков были отмечены в § 7-2. При выборе
мощности и способа регулирования угловой скорости

главного двигателя следует учитывать, что в таких
станах мощность, потребляемая механизмом планшайбы,
це остается постоянной на всем диапазоне, как это имеет
место в токарных станках, и поэтому нет необходимости
кВт
100
50
Р
/ступень
_ Пступехь
Шступеяь
/^
1,ОВ
900
6) 300 400 1200 J
•Рис 7-7. Графм
келого карусельного
'регулировать угловую скорость двигатапя только
ослаблением магнитного потока. Двигатель главного привода
покрывает мощность, затрачиваемую на резание и па
преодоление потерь трения в направляющих планшайбы и
Передачах коробки скоростей. На рис. 7-7, а показаны
графики изменения мощности резания Рг, мощности по-
251

тсрь ДРст и суммарной мощности на валу двигателя Р „
при изменении частоты вращения планшайбы на трех м,
ханических ступенях коробки скоростей. Учитывая, что
привод может работать в продолжительном режиме е
максимальной мощностью, номинальная мощность , 11>.
гателя Р1ЮМ должна быть выбрана по наибольшему
значению суммарной мощности, равной Ядвтал = 150 кП(.
Угловая скорость двигателя будет регулироваться и-
лаблением магнитного потока в диапазоне ЗОС -
1200 об/мин на каждой механической ступени. Из
графиков видно, что двигатель не полностью загружен, <дс -
бенно на ступенях / и //.
Загрузка главлого двигателя может быть повышен;,
если заменить трехступенчатое механическое регулиров; -
ние двухступенчатым с применением двухзонного
электрического регулирования на каждой ступени —
изменением напряжения и ослаблением потока двигателя. И,
рис. 7-7,6 показан график допустимой мощности
двигателя ЯДп,доп при двухступенчатом механическом
регулировании: на ступени / общий диапазон электрическс ю
регулирования Д-зЛ = 16: 1, причем Dv=8: 1 и £>ф=2: 1;
на механической ступени // для обеспечения необходим< и
мощности резания регулирование напряжением
производится в диапазоне 4/3:1, а ослаблением потока — 3 1.
Таким образом, общий диапазон электрического
регулирования частоты вращения двигателя на ступени II и -
ставляет 4:1. Такой способ регулирования приводит к
упрощению кинематической цепи главного привода, к
более полной его загрузке и к снижению габаритных
размеров двигателя, так как уменьшается диапазон
регулирования ослаблением потока и двигатель может быть
выбран на более высокую номинальную частоту
вращения [17].
В тяжелых карусельных станках, используемых »
настоящее время различными промышленными предпрня'
тиями, для главного привода и приводов подач
применяются двигатели постоянного тока, управляемые па
системе Г—Д с ЭМУ в качестве возбудителя — для главных
приводов, и по системе ЭМУ—Д — для приводов подачи.
Более перспективной является система ТП—Д, которая
внедряется на выпускаемых нашей промышленностью
станках взамен системы Г—Д. Разработана серия
электроприводов постоянного тока с двухзонным
регулированием и тиристорными преобразователями для питания

* Якоря и обмотки возбуждения двигателей тяжелых
карусельных станков.
В качестве примера рассмотрим электропривод
карусельного станка модели 1565, предназначенного для
обработки деталей диаметром до 5000 мм. Планшайба стан-
Г ка получает вращение от двигателя постоянного тока
' (Яном=70 кВт, £/„«,„=440 В, лиОм=500 об/мин, л„1в,=
к =1500 об/мин) через клиноременную передачу, двух-
' ступенчатую коробку скоростей с ручным переключением
шестерен и коническую передачу.
Регулирование частоты вращения планшайбы
производится в пределах от 0,4 до 20,7 об/мин. Угловая
скорость двигателя может регулировать^ изменением
напряжения на якоре в диапазоне 0^=5,7 и током
возбуждения в диапазоне D<d=3. Привод подачи
суппортов— от главного двигателя через коробку подач —
обеспечивает 12 подач в-пределах от 0,2 до 16 мм/об.
На рис. 7-8, а представлена упрощенная элсктриче-
ркая схема главного привода карусельного станка по
системе ТП—Д с двухзонным регулированием скорости.
Якорь двигателя Д питается от нереверсивного тиристор-
ного преобразователя ТП1, собранного по трехфазной
мостовой схеме и подключенного к питающей сети через
токоограиичивающие реакторы ТОР. Реакторы выполне-
'ны без стали и имеют постоянную индуктивность,
которая выбирается такой, чтобы ограничить ток к. з. до
7ч-8/Ном Обмотка возбуждения двигателя ОВД
питается от маломощного реверсивного тиристориого
преобразователя ТП2, подключаемого к сети ~380 В через
трансформатор Тр2. Управление ТП2 осуществляется по
зависимому принципу сигналом, пропорциональным
напряжению на якоре двигателя, подаваемым датчиком
(Напряжения ДН через резистор R2 и стабилитрон СтЗ.
При угловой скорости двигателя ниже номинальной
напряжение .обратной связи на выходе ДН оказывается
меньше напряжения пробоя стабилитрона СтЗ и сигнал
управления не проходит на ТП2. При этом напряжение
на его выходе обеспечивает нбмипальный ток возбужде-
ния.двигателя Д Начальное (номинальное) значение
тока возбуждения /„ задастся регулятором РТВ.
Задание угловой скорости двигателя в обеих зонах
осуществляется регулятором РСГ, выполненным на базе ползуи-
ковога потенциометра ППЗ Рукоятка регулятора имеет
лимб со шкалой, по которой устанавливается требуемая

еловая скорость двигателя. Питание РСГ ос^шесп :;;.
ется стабилиз1'[ .ованным напряжением, получаемы; , г
выпрямителя But. При установке ползунка РСГ в т, .
ж< нис, соответствующее максимально!! ^гловойскорс с f
двигателя (и,,,,.*, пуск привода до «[Ю,-л происходит npi i , .
мипалыюм потоке. При напряжении на якоре, близко ^
^япо.м, под действием сигнала на выходе ДН стабг -
трон Сто пробивается и при дальнейшем повышении i -
пряжения Un выходное напряжение преобразователя У 2
снижается, происходит уменьшение тока возбуждения ,
а угловая скорость двшателя со устанавливается на ;;.-
данном уровне.
Важным преимуществом зависимого способа }ир;ч-
ления является наличие одного общего задатчика
углевой скорости двигателя при ее регулировании во bum
диапазоне. Это имеет особое значение при изменепг х
задающего сигнала, управляющего угловой скорое ми
двигателя, в зависимости от каких-либо внешних
параметров (например, от диаметра обрабатываемой дета п')
И в случае программного управления станком.
Тиристорный электропривод станка представляет ю-
бой замкнутою систему автоматической стабилизации
скорости с отрицательной обратной связью по to, реа.п -
з>емон посредством тахогенератора ТГ и воздейству: -
щей на преобразователь 777/. Для повышения жеста -
сти механических характеристик двигателя в снеге* с
электропривода применен промежуточный транзистс -
ный усилитель постоянного тока УПТ, на вход которс о
подается сигнал управления i/j = i/3—^о,с, а на выхо -
ной каскад — сигнал отрицательной обратной связи ю
ток^ с отсечкой, обеспечивающей ограничение тока якс-
ря двигателя в установившихся и переходных режимах
до /ятох= B-j-2,5)/h,hcm- Сигнал формируется блоке-
юковой отсечки (БТО), который включает в себя датчик
тока ДТ, состоящий из трансформаторов Тр4—Трб, вь-
прямителя Вп2, нагрузочного резистора R1,
стабилитрона Ст2 и усилителя на транзисторе ПТ. Первичные
обмотки Тр4—Трб подключены к обмоткам ТОР, падеш-е
напряжения на которых пропорционально току в них и
соответственно току якоря двигателя (для трехфазной
мостовой схемы выпрямления /2<D=0,817/d). При ток.л
двигателя /я>/отс сигнал на выходе ДТ (резистор RI)
превышает порог стабилизации Ст2, и сигнал обратм "
связи проходит на УПТ и 1П1, устанавливая такое з :а-
25С

чение напряжения на якоре двигателя С/я, которое
обеспечивает ограничение тока /я иа нужном уровне.
Питание УЛТ и транзистора ПТ в БТО осуществляется от
блока литания БП (рис. 7-8,6), который используется
также для питания цепей управления 777/ и ТП2
Схема управления главным электроприводом
карусельного станка выполнена на релейио-контактной
аппаратуре (рис. 7-8,6 и в), питание которой осуществляется
от трехфазного выпрямителя ВпЗ, подсоединенного к
сети через трансформатор ТрЗ. Пуск и нормальная работа
двигателя возможны, если: 1) произошло полное
зацепление шестерен в коробке скоростей (замкнуты
контакты конечных выключателей BKI и ВК2)\ 2) нормально
работает система смазки отдельных элементов станка
(замкнуты контакты манометра ЭКМ и реле давления
масла РД (включено реле контроля смазки РКС);
3) зажата поперечина и отключен электропривод
подъема поперечины (замкнуты контакты ВКЗ и В1\4),А)
имеется напряжение на электроприводах подач и
вспомогательных механизмов (сработал контактор /\7); 5)
сработала блокировка, запрещающая работу главного привода
станка при исчезновении напряжения питания
электромагнитных муфт правого суппорта (реле Р10—Р12,
питаются вместе с м>фтамн от одного источника
напряжения— рис' 7-8, о)
Перед песком двшателя нажатием кнопки Кн2
включается контактор b 1, который подключает схем}
управления главного привода, схемы двигателем подач п
других механизмов. Затем нажатием кнопки Цк4 включается
контактор К2, который подключает тиристорные
преобразователи Till и ТП2 к напряжению сети (рис.
,7-8,а). Для пуска днша1сля Д необходимо нажать одну
из кнопок Кнб (Планшайба вправо) пли Кн7
(Планшайба влево) в зависимости от выбранного направления
■вращения планшайбы. Например, при нажатии Кнб
"включается реле Р5, которое своими контактами 34-35 и
26-38 включает реле PI, P3 и контактом 42-58
подготавливает цель реле Р8. Реле Р1 подает сигнал управления
в ТП2, обеспечивающий треб>ем}Ю полярность
возбуждения двигателя, при которой планшайба вращается
вправо. Реле РЗ своими контактами 20-21 и 22-23
подключает якорь Taxoiоператора ТГ, обеспечивая
требуемую полярность напряжения обратной связи по скорости,
соответствующею вращению планшайбы вправо. После

установления номинального тока в ОВД и включенья ре_
ле РНТ (контакт 61-62) включается реле Р8, кот< рО0
контактами 1-2 и 7-8 подключает регулятор скорости
РСГ к источнику задающего напряжения. Одповремс 1ц.:о
при включении реле Р1 и РНТ (контакты 132-79 и 79 80)
включается реле Р12 (рис. 7-8, в), которое контактом
10-11 подает напряжение управления Uy, равное рам.
ности напряжении задающего 1)а и обратной свял- Ii0
скорости £/ос=£((о, на вход УПТ по цепочкам: 1—2 у__
4-23-22-21-20-16 и 8-7—10—11. Преобразовать
ТП1 открывается, и начинается разгон двигателя .о
скорости, определяемой установкой РСГ, с ограничением
тока якоря двигателя до /отс«2/я,юм за счет деПслы'я
токовой отсечки.
В карусельных станках, особенно тяжелых, ьрН
большой массе заготовки для сокращения времени
остановки планшайбы необходимо иметь интенсивное jчск-
трическое торможение привода. В однокомплектной
схеме ТП1, питающего якорь, торможение двигателя можно
получить, если с помощью реверсивного ТП2, питак ие-
го ОВД, изменить направление ЭДС якоря Ея на
обратное по отношению к зажимам ТП1 При этом одноирс-
менно следует изменить полярность напряжения £/,;
путем увеличения угла управления тиристорами а>90°
преобразователя ТП1. В двигательном режиме Ея
действует встречно Udn, в режиме генераторного тормеже-
ипя t/dn действует встречно Ен (см. направление стрелок
в цепи якоря Д на рис. 7-8,а).
Остановка двигателя производится нажатием кьопки
К.н5 (Планшайба стоп). При этом отключаются реле Р5
и Р8, отключая контактами 1-2 и 7-8 регулятор скоросж
РСГ от источника задающего напряжения. За счет ЭДС
тахогеиератора меняется полярность напряжения
управления, включается поляризованное реле РП1 и
koi.тактом 132-78 включает реле Pit, которое контактами
10-20 и 7-16 восстанавливает прежнюю полярность
сигнала управления на входе УПТ, контактом 26-34
отключает реле Р1, а контактом 26-36 включает Р2, что
вызывает изменение полярности сигнала на входе 1Ш '■•
следовательно, тока в обмотке возбуждения двшате.чЯ.
ОВД. Происходит эффективное торможение двш ателя,
который переводится в генераторный режим, а
преобразователь ТП1 работает инвертором, преобразуя
постоянное напряжение, вырабатываемое двигателем Д, в i.epe-

ценное напряжение. Поток мощности, изменив
направление, проходит от якоря двигателя через преобразователь
ffJl и реакторы ТОР в сеть переменного напряжения.
В конце торможения, когда угловая скорость
двигателя будет близка к нулю, отключаются реле РП1, Р11,
Р2, РНТ и схема приходит в исходное состояние.
Остановить двигатель также можно нажатием кнопок Кн1
(Сеть отключить), КнЗ (Преобразователь отключить)
или одной из кнопок Аварийный стоп, расположенных на
стационарном пульте управления /(н5, на подвесном
пульте КнЮ и на пультах управления суппортами:
левого КнП, правого Кн12 и бокового Кн13. Кнопки
Аварийный стоп отключают реле аварийного стопа РАС,
которое контактом 42-70 отключает реле времени остановки
"РВО и контактом 27-28 контактор К1, отключающий
реле Р5 и Р8. Происходит торможение двигателя, в конце
которого реле РВО контактом 32-33 отключает
контактор К2, который отключает от сети тиристорные
преобразователи ТП1 и ТП2
В схеме предусмотрено наладочное включение
двигателя планшайбы, для чего переключатель ПУ ставится в
положение Наладка и включается реле Р7, которое
открывает контакт 52-53 и обеспечивает толчковое
включение двигателя при нажатии кнопки Кнб (Планшайба
вправо) или Кн7 (Планшайба влево) в зависимости от
требуемого направления вращения планшайбы, а
контактом 4-23 отключает регулятор скорости РСГ. При
этом задающее напряжение снимается с резистора R9
через контакт 3-23 реле РГ, и происходит пуск двигателя
до угловой скорости 10 рад/с. При отпускании кнопки
Кнб (Кн7) двигатель останавливается.
В схеме имеется световая сигнализация (рис. 7-8,г),
осуществляющая контроль наличия напряжения на ти-
ристорных преобразователях (лампа ЛС1), наличия
смазки коробки скоростей и основания планшайбы
(ЛС2), полного зацепления шестерен в коробке
скоростей (ЛСЗ). Предусмотрена также звуковая
сигнализация (ЗС), включаемая при недостаточном поступлении
Масла в магистраль смазки во время работы главного
привода.

7-7. КОПИРОВАНИЕ НА ТОКАРНЫХ
СТАНКАХ
При обработке тел вращения сложной формы
—конусных, ступенчатых или с криволинейными
образующими — на токарных станках широко применяется п р и н-
цип копирования. Его сущность заключается том,
что требуемый профиль изделия воспроизводится но
специально подготовленному шаблону (копиру) или по
ранее обработанной детали. В процессе копирования ьо
контуру шаблона движется копировальный палец,
имеющий ту же форму, что и резец Перемещения коьнро-
вального^пальца автоматически через систему
управления передаются суппорту с резцом таким образом,
чтобы траектория движения резца повторяла траекторию
движения копировального пальца. Обработка детален
на копировальных станках позволяет значительно
повысить воспроизводимость (повторяемость) деталей ьо
форме и размерам и производительность труда по сраи-
нсиию с обработкой на универсальных станках с ручным
управлением, так как отпадают затраты времени на
повороты резцедержателя, подводы и отводы резца i'a
измерения и т. п.
По принципу действия токарные копировалып. е
станки разделяются на три основных вида: 1) с
непосредственным механическим управлением; 2) с
гидравлическим следящим управлением; 3) с электрическим
следящим управлением.
Широкое примепеиие на токарных станках получили
копировальные системы с электрическим
следящим управлением. На рис. 7-9 приведена
упрощенная принципиальная схема такой системы
(релейного действия) для токарного станка, в фартуке которого
установлены электромагнитные фрикционные муфть.
ЭнП, ЗиЛ, ЭмВ, ЭмН, обеспечивающие соответственно
подачи суппорта Вправо, Влево, Вперед и Назад
Управление муфтами производится контактным копиро-
вально-измерительиым прибором А////,
устройство которого схематически показано на рис.
7-9, а, а электрическая схема — на рис. 7-9, б.
В положении, когда копировальный палец КП не
касается контура шаблона, замкнуты контакты /(///// "
К.ИПЗ и контакт реле РА. Включено реле РП1, поэтому
получает питание катушка муфты ЭмВ, и осуществляем

ся следящая подача sc Вперед суппорта и жестко
связанного с ним КИП. Включена и муфта ЭмЛ, которая
передает суппорту движение ведущей подачи sD Влево.
Когда палец К.П подойдет к контуру шаблона и нажмет на
него, контакт К.ИП1 разомкнётся, отключатся реле РП1
И муфта ЭнВ, подача вперед прекратится. Но ведущая
подача продолжится, поэтому давление па палец
уменьшится, вновь замкнется контакт Д7//7/, включится следя-
пхая подача Вперед и т д. При изменении направления
наклона контура давление на копировальный палец
возрастет и замкнется контакт КИП2, что приведет к
Включению реле РП2, муфты ЭмН и следящей подачи
'Назад. Движение по этому участку контура
осуществляется, таким образом, путем сочетания непрерывной ве-
Дущей подачи Влево и прерывистой следящей подачи
Назад.

В случае чрезмерного нажатия на копировальный
палец размыкается аварийный контакт КИПЗ,
отключается реле РА и движение суппорта прекращается. I ^.ц,
переключатель П перевести в нижнее положение, то
вместо ведущей подачи Влево будет происходить подача
Вправо. Электрокопировальпые системы рассмотре! щ:\0
типа применяются", например, в универсальных ток.фго-
вииторезиых станках модели 1К620, а также в иске к .
рых карусельных станках.
В электрокопировальных системах усилия, во<т'-
кающие при соприкосновении копировального пальма
КП с шаблонами, невелики, благодаря чему шабл<.ч;ы
могут изготовляться из мягких, легкообрабатывае\'ых
материалов (гипс, дерево, пластмасса, алюминий).
Обработка деталей по методу копирования прелт-о-
дится, кроме токарных станков, па расточных, crpoia и,-
ных, шлифовальных станках и особенно распространена
на фрезерных станках.
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ СВЕРЛИЛЬНЫХ
И РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ
8-1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО СВЕРЛИЛЬНЫХ
И РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ
Сверлильные станки служат для получения скво:ип х
и глухих отверстий в деталях с помощью сверл, для
развертывания и чистовой обработки отверстий,
предварительно полученных литьем или штамповкой, и ;\гм
выполнения других операций. В сверлильных станках
главное движение и движение подачи сообщаются
инструменту. К стайкам общего назначения относятся нер-
тикалыю-сверлильные и радиалыю-сверлильпые станки.
На рис. 8-1 показан общий вид радиально-сверлиль-
ного станка. Станок состоит из фундаментной шп'ть
/ с установленной па пей неподвижной колонной, па
которую надета пустотелая гильза 2. Гильза может i.< к1!':
тываться вокруг колонны на 360°. На гильзу надет ю-
ризонтальный рукав (траверса) 4, который можно
поднимать и опускать вдоль колонны с помощью
вертикального винта механизма перемещения 3. Закрепление
262

гильзы с рукавом на колонне (зажим колонны)
производится разрезным кольцом, которое стягивается
посредством дифференциального винта, вращаемого
вручную пли отдельным электродвигателем. По
горизонтальным направляющим рукава может перемещаться в
Рис. 8-1. Общий вид радиально-сверлшп
радиальном направлении шпиндельная бабка
(сверлильная головка) 5. Обрабатываемая деталь
устанавливается па столе 8. От главного электродвигателя 6
сообщается вращение шпинделю 7 и производится подача
инструмента (сверла).
В электромашиностроении на сверлильных станках
Производят сверление отверстии в торцах станин
электрических машин, в подшипниковых щитах, лапах и др.
Расточные станки применяются главным образом для
263

обработки крупных деталей различными инструментам!
при этом можно выполнять разнообразные работы: pat
тачивание цилиндрических и конических поверхиостс
резцами на борштангс, сверление отверстий сверчали
цилиндрическое и торцевое фрезерование, нарезаинщ,
ружпой и внутренней резьбы; обтачивание цнлиндричи
ких поверхностей и торцов. Особенностью расточ;!,:
станков является возможность с одной установки „и;
ли обрабатывать в ней различные отверстия со взаг\
но параллельными и перпендикулярными осями.
Рис 8-2 Общий вид горю
ьно-расточного с.
На рис. 8-2 показан общий вид
горизонтально-расточного станка общего назначения. Станок состоит im
нескольких основных узлов. На его станине 3 справа .<;■-
креплена передняя неподвижная стойка 5. По
вертикальным направляющим стойки перемещается шш i -
дельная бабка 6 с коробкой скоростей и коробкой по,;?.1'
С левой стороны станины установлена задняя стойк;1 Л
которую можно перемещать по направляющим.станппь:.
На задней стойке имеется люнет 2 с опорным подыи -
ником для поддержки борштапги и обеспечения ей
необходимой жесткости в процессе резания. Между
стоиками на направляющих станины расположен
поворотный стол 4, который может совершать движения под;11-»
в продольном и поперечном направлениях.
Главным движением станка является вращение {>?'<--
точного шпинделя 7 или планшайбы 9, которое ос\ис-
2С4

ствляется от электродвигателя, установленного в
верхней части шпиндельной бабки. Движение подачи
сообщается инструменту (осевое перемещение шпинделя или
вертикальное перемещение шпиндельной бабки по
направляющим стоики), либо обрабатываемой заготовке,
располагаемой на столе.
Обрабатываемая заготовка закрепляется на столе
! „станка. Режущие инструменты устанавливаются в шпип-
гделе или в радиальном суппорте 8 планшайбы. При
расточке коротких отверстий подача сообщается шпинделю.
При обработке длинных и соосиых отверстий с
использованием борштанги подача сообщается столу в
продольном направлении.
В электромашиностроении на расточных станках
производят обработку внутренней цилиндрической по-
'верхиости корпусов электрических машин.
Координатно-расточные станки применяются для об-
: работки отверстий с высокой точностью (в пределах
. 0,005—0,01 мм) без предварительной разметки
поверхности детали и без применения кондуктора. Установка
координат центров отверстий по двум осям
прямоугольной системы координат производится путем перемеще-
. ния стола с изделием в одностоечных станках или
шпиндельной бабки с инструментом в двухстоечных станках.
Для измерения установочных перемещений подвижных
'узлов станка применяют зеркальные линейки или
валики. Па координатно-расточных станках можно
производить сверление, разметку, а также всевозможные
расточные работы и фрезерование торцевыми фрезами.
8-2. ОСОБЕННОСТИ И ТИПЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ СВЕРЛИЛЬНЫХ
И РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ
К электроприводам сверлильных станков
предъявляются следующие требования: 1) если на станке
производится нарезание резьбы, то привод шпинделя должен
быть реверсивным; 2) схема управления должна
ограничивать перемещение траверсы; 3) должна быть преду-
, смотрена блокировка, не допускающая включения
двигателя перемещения траверсы, когда она зажата; 4) не
Допускается работа станка с незажатой колонной.
Диапазон регулирования скорости главного движения
составляет B—10) : 1 для вертикально-сверлильных,
B0—70) : 1 для радиалыю-сверлильиых и A00—120) : 1

для расточных станков при приблизительно постояыцщ
мощности во всем диапазоне.
Гласный привод сверлильных станков осуществлю i-
ся от аеппхрош ых короткозамкнутых двигателей.
Регулирование частоты вращения шпинделя производи кv
переключение • шестерен коробки скоростей. Для
уменьшения числа i ромежуточных передач в отдельных с у
чаях можно применять многоскоростные асинхропы.е
двигатели. Для привода перемещения рукава (транер
сы) и зажима колонны применяют отдельные acmixpoh-
ные электродвигатели.
Требования к главному приводу расточных и коор-
динатно-расточных станков совпадают в основном с рас-
смотрснПыми ранее для станков токарной группы, \и,
следует учитывать особенности расточных станков
1) при обработке детален происходит выдвижение
расточного шпинделя, изменяется жесткость системы ст i-
нок — инструмент — деталь, что делает
целесообразным изменение на ходу станка скорости резания и
подачи; 2) для получения высокого качества
обрабатываемой поверхности желательно иметь бесступенчатое
изменение частоты вращения шпинделя; 3) необходим
большой диапазон регулирования частоты
вращения шпинделя, достигающий в современных станках до
250 : 1 и более.
В расточных станках общего назначения с днамсл-
ром расточного шпинделя до 150—175 мм применяется
главный привод от одно- или многоскоростных асинхроп
ных двигателей с многоступенчатой коробкой скоростей.
В тяжелых горизонтально-расточных станках
применяется привод от двигателей постоянного тока с двух-
или трехступенчатой коробкой скоростей. Для
получения постоянного тока обычно используют
полупроводниковые преобразователи. Угловая скорость двигателя
регулируется при малых частотах вращения шпиндо"-
(от 5 до 60 об/мин) изменением напряжения на якоре,
дальнейшее повышение угловой скорости производив
ослаблением потока возбуждения в диапазоне C—6) : 1-
В координатно-расточных станках даже при неболь
шой мощности главного привода находят все большее
применение приводы от двигателя постоянного ток;; t
бесступенчатым регулированием скорости В этом ел\-
чае для питания двигателя используются системы
ПМУ-Д, ЭМУ-Д, ТП-Д.
266

Привод подачи сверлильных станков обычно
выполняется от главного двигателя, для чего коробка подач
располагается на шпиндельной бабке. Общий диапазон
регулирования скорости подачи для вертикально-свср-
лильных станков B—24) : 1, для радиалыю-сверлиль-
ных C-40) : 1.
К приводам подач расточных станков предъявляются
более жесткие требования: 1) обеспечить диапазон
регулирования скорости до A500—2000) : 1, так как
необходимо обеспечить рабочие подачи и быстрые
установочные перемещения; 2) отклонение скорости подачи не
должно превышать 10% начального значения при
изменении момента от нуля до Л1с,ном; привод должен
обладать высоким быстродействием и обеспечивать точную
остановку.
Для выполнения указанных требований и с целью
упрощения кинематической цепи в универсальных и
тяжелых расточных станках применяется привод подачи от
двигателя постоянного тока по системе Г—Д (в более
легких станках применяется система ПМУ—Д или
ЭМУ—Д) или ТП—Д (для новых станков).
8-3. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ СВЕРЛИЛЬНЫХ
И РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ
При сверлении нормативная скорость резания,
м/мин, может быть определена по формуле
где Сь— коэффициент, зависящий от материала
изделия и сверла; d — диаметр сверла, мм, Т— стойкость
сверла, мин; s — подача, мм/об; m, zv, yv — показатели
степени, зависящие от материала изделия и диаметра
сверла.
По наиденному значению скорости резания
рассчитывается частота вращения шпинделя, об/мин:
«ши= 10V(nd). (8-2)
Вращающий момент на шпинделе при сверлении,
Н-м, определяется по формуле
М = 9,81 Сы d1'9 sv" ■ 10~3. (8-3;
267

Коэффициенты и показатели степени в (8-1) и (8-3)
находят в справочнике по режимам резания, там же да
ются пояснения к формуле (8-3).
Зная момент и частоту вращения шпинделя, можно
найти мощность резания при сверлении, кВт:
Pz ■= Мпшо/9550. (8 4)
При расточке резцами скорость резания определяет
ся по формуле G-1), мощность резания — по G-4).
Рассчитав мощность резания для каждой операции,
машинное и вспомогательное время, можно построить
нагрузочную диаграмму станка и, используя ее,
определить мощность двигателя (см. гл. 7).
Мощность двигателя подачи, кВт, угловая скорость
которого регулируется изменением только напряженно
на якоре, в случае естественного охлаждения или при
нудительной вентиляции двигателя определяется по фор
муле
W« (8.5)
где Fn,max— наибольшее усилие подачи, действующее
на рабочей части диапазона, Н; Усп — наибольшая сьо
рость быстрого перемещения, м/мин; т)п — КПД пере
дачи.
Если учесть, что при быстрых перемещениях треб>
ется усилие подачи в б—8 раз меньше по сравнению с
наибольшим рабочим усилием, то регулирование скоро
сти электропривода в этом случае можно производи п.
ослаблением потока двигателя. Это дает возможность
уменьшить номинальную мощность двигателя подачи п
п-тах/пном раз и легче осуществить автоматическое ре
гулированне частоты вращения.
8-4. ЭЛЕКТРОПРИВОД И СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАДИАЛЬНО-
СВЕРЛИЛЬНОГО СТАНКА
В качестве примера рассмотрим электропривод и схе
му управления (рис. 8-3) радиально-сверлильного стаи
ка модели 2А55, предназначенного для обработка
отверстий диаметром до50 мм сверлами из
быстрорежущей стали Станок имеет пять асинхронных короткозаг.-
кнутых двигателей: вращения шпинделя Д1 D,5 кВг),
перемещения траверсы Д2 A,7 кВт), гидрозажима ко-
268

лонны ДЗ и шпиндельной головки Д4 (по 0,5 кВт) и
электронасоса Д5 @,125 кВт).
Частота вращения шпинделя регулируется
механическим путем с помощью коробки скоростей в
диапазоне от 30 до 1500 об/мин A2 скоростей). Привод подачи
} выполнен от главного двигателя Д1 через коробку
подач. Скорость подачи регулируется от 0,05 до 2,2 мм/об,
| наибольшее усилие подачи Fn,7nax=20 000 H. Траверса
) может поворачиваться вокруг оси колонны на 360° и
1 вертикально перемещается по колонне на 680 мм со
скоростью 1,4 м/мши Зажим траверсы на колонне
производится автоматически. Все органы управления
станком сосредоточены на сверлильной головке, что
обеспечивает значительное сокращение вспомогательного
времени при работе на станке.
Все электрооборудование, за исключением
электронасоса, установлено на поворотной части станка,
поэтому напряжение сети 380 В подается через вводной
выключатель ВВ на кольцевой токосъемник КТ и далее
через щеточный контакт в распределительный шкаф,
установленный на траверсе.
Перед началом работы следует произвести зажим
колонны и шпиндельной головки, что осуществляется
нажатием кнопки Зажим. Получает питание контактор
КЗ и главными контактами включает двигатели ДЗ и
Д4, которые приводят в действие гидравлические
зажимные устройства. Одновременно через вспомогатель-
*.ный контакт контактора КЗ включается реле РН,
подготавливающее питание цепей управления через свой
контакт после прекращения воздействия на кнопку За-
I жим и отключения контактора КЗ. Для отжима колон-
' ны и шпиндельной головки при необходимости их пере-
| мещения нажимается кнопка Отжим, при этом теряет
1 питание реле РН, что делает невозможным работу на
I станке при отжатых колонне и шпиндельной головке
Управление двигателями шпинделя Д! и перемеще-
' ния траверсы Д2 производится при помощи крестового
переключателя КП, рукоятка которого может
перемешаться в четыре положения: Влево, Вправо, Вверх и
Вниз, замыкая при этом соответственно контакты КП1—
К.П4. Так, в положении рукоятки Влево включается
контактор КШВ, и шпиндель вращается против
часовой стрелки. Если рукоятку переместить в положение
Вправо, то отключается контактор КШВ, включается
269

контактор КШН, и шпиндель станка будет вращаться
По часовой стрелке.
При установке рукоятки крестового переключателя
j([J, например, в положение Вверх включается
контактором КГБ двигатель Д2. При этом ходовой вин г
механизма перемещения вращается вначале вхолостую,
передвигая сидящую на нем гайку, что вызывает отжим
траверсы (при этом замыкается контакт ПАЗ-2
переключателя автоматического зажима), после чего
происходит подъем траверсы. По достижении траверсой
необходимого уровня переводят рукоятку КП в среднее
положение, поэтому отключается контактор КГБ,
включается контактор K'J'H и двигатель Д2 реверсируется.
Реверс его необходим для осуществления
автоматического зажима траверсы благодаря вращению ходового
винта в обратную сторону и передвижению гайки до
положения зажима, после чего двигатель разомкнувшимся
контактом ПАЗ-2 отключается. Если теперь установить
рукоятку переключателя КП в положение Вниз, то
сначала произойдет отжим траверсы, а затем ее опускание
и т.д. Перемещение траверсы в крайних положениях
ограничивается конечными выключателями ВКВ и ВК.Н,
разрывающими цепи питания контакторов КТВ или
кгн.
Защита от к.з. в силовых цепях, цепях управления
и освещения производится плавкими предохранителями
Пр1—Пр4. Двигатель шпинделя защищен от
перегрузки тепловым реле РТ. Реле РН осуществляет нулевую
защиту, предотвращая самозапуск двигателей Д1 и Д2,
, включенных переключателем КП, при снятии и
последующем восстановлении напряжения питания.
Восстановление цепи управления возможно только при
повторном нажатии кнопки Зажим.
8-5. ЭЛЕКТРОПРИВОД И СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ
УНИВЕРСАЛЬНОГО РАСТОЧНОГО СТАНКА
Универсальные горизонтально-расточные станки
средних размеров, например моделей 2620, 265 и других,
При различных мощностях электродвигателей шпинделя
Имеют сходные системы управления как главными
приводами, так и приводами подач.
Рассмотрим особенности электрооборудования и
работу схемы управления расточного станка модели 2620.
271

Главное движение — вращение расточного шпиндич-
осуществляется от двухскоростного асинхронного
двигателя мощностью 10 кВт при 1460/980 об/мин. Часнпу
Рис. 8-
вращения шпинделя можно изменять в пределах 12,5 —
1600 об/мин с помощью коробки скоростей и
переключения числа пар полюсов двигателя.
Система управления главным приводом станка
обеспечивает: возможность вращения шпинделя в обоих
направлениях; рабочий и наладочный режимы; одновре-
272

ценное включение привода шпинделя и насоса смазки;
возможность переключения скоростей в шпиндельной
коробке только при отключенном двигателе; принудн-
иодсли 2620.
тельное электрическое торможение шпинделя для
быстрой остановки.
На рис. 8-4 показана несколько упрощенная
электрическая схема главного привода. Включение реверсив-
► ных контакторов КШВ1 и КШШ определяет направле-
' нис вращения двигателя шпинделя ДШ. Его частота
-612 273

вращения задается положением выключателя ВК.2,
который связан с устройством переключения скоростей п
шпиндельной коробке. При разомкнутом контакте В1\2
включен контактор КШМ, обмотка статора соедннега
в треугольник и двигатель вращается с малой угловое
скоростью. Если контакт ВК.2 замкнут, то включены
контакторы КШБ1 и КШБ2, обмотка статора
соединена в двойную звезду и двигатель вращается с болынои
скоростью.
Переключение скоростей в шпиндельной коробке
может производиться только при неподвижном положении
шпинделя. Поэтому в начале операции переключен^'
размыкается контакт выключателя ВК.1, связанного с
механизмом переключения, двигатель тормозится и
останавливается. После завершения установки новой
скорости нажатие на выключатель ВК.1 прекращается, и
двигатель вновь пускается.
Рассмотрим работу схемы при условии, что
шпиндель станка должен вращаться с большой частотой, т.е.
при замкнутом контакте выключателя ВК2. Нажатием
кнопки КнВ включаются контактор КШВ1, контактор
КН двигателя насоса смазки ДН, затем реле РПС,
реле времени РВС и контактор КШМ. Поэтому двигатель
ДШ пускается на меньшую угловую скорость. Череч
некоторое время реле РВС отключает контактор КШМ
и включает контакторы КШБ1 и КШБ2, двигатель
теперь будет разгоняться до своей высшей угловой
скорости. Во время пуска двигателя реле контроля скороеiи
РКС замыкает свой контакт и включает реле
торможения РТ1, которое своим контактом подготавливает цем.ь
катушки контактора КШН2 к последующему процессу
торможения.
При нажатии кнопки КнС отключаются контакторы
КШВ1, КН, КШБГ, КШБ2, реле РВС и подается пит .-
ние на катушку контактора КШН2. Этот контактор
включается, подавая на статор двигателя напряжение
обратноп последовательности. Происходит процесс
торможения противовключением при введении в цепь ctv
тора резисторов R,n, ограничивающих тормозной ток
двигателя Контроль за процессом торможения
осуществляет реле РКС, контакт которого в цепи катушки
реле РТ1 размыкается при угловой скорости, близкой к
нулю. Реле РТ1 теряет питание и отлючает контакте р
КШИ2,
274

Проворот шпинделя при наладочных операциях со-
рершается после нажатия кнопки Толч. вперед или
• Толч назад, что вызывает включение контактора КШВ2
йли КШН2. В цепь статора вводятся резисторы /?„,
ограничивающие пусковой момент и обеспечивающие
плавный п>ск привода. При наладочных режимах двигатель
* насоса смазки ДН не включается.
8-6. ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОДАЧИ РАСТОЧНОГО СТАНКА ПО
СИСТЕМЕ ТП—Д
Как отмечалось выше, привод подачи
универсальных расточных станков выполняется от двигателя
постоянного тока. Рассмотрим вариант такого привода по
системе ТП—Д, разработанный ЭНИМС в виде ком-
плектното устройства серии ЭТЗР с двигателем типа
ПБСТ при диапазоне регулирования скорости до 2000: 1.
Электропривод, структурная схема которого изобра-
.жена на рис. 8-5, а, представляет собой систему
автоматического регулирования с отрицательной обратной
связью по скорости и ограничением тока в силовой
цепи. Якорь двигателя Д получает питание от
реверсивного тиристорного Преобразователя ТП (рис. 8-5,6),
состоящего из двух групп вентилей 77, 73, Т5 и Т2, 74, Т6,
включенных по трехфазной нулевой
встречно-параллельной схеме с общим силовым трансформатором Тр2.
В схеме применяется совместное управление группами
тиристоров при нелинейном согласовании
регулировочных характеристик сб|=/((Ус,>) и a,2=f(Uc.y) системы
управления (сс„ач=100-М05о). Для ограничения
уравнительного тока, которым может протекать при {Лг,п;>
"" Udu, служат уравнительные дроссели Др1 и Др2.
Блок управления БУ состоит из трех однотипных
каналов, на входе каждого из которых суммируются три
напряжения: синхронизированное сетью с требуемой фа-
зировком относительно анодного напряжения
тиристоров переменное напряжение Uu, поступающее из блока
БУН, напряжение управления преобразователем ^у,п —
от блока ПУ и напряжение смещения иск- Каждый
канал заканчивается двумя импульсными
трансформаторами, вторичные обмотки которых подключены к управ-
, ляющим электродам тиристоров, например Т1 и Т4,
►одной фазы разных гр>пп. Таким образом БУ
вырабатывает, распределяет по тиристорам и смещает управ-
275

ляющпе импульсы Uim, осуществляя регулирование
напряжения Ud преобразователя ТП. На рис. 8-5,6 покч-
зан канал управления фазы Ale входным транзистором
ПТ101*. Каналы фаз В1 и С/ выполнены аналогично,
* Первая цифра в обозначении
), две последующие — номер элеме!
;ментов указывас!

-олько процессы в них происходят с отставанием
соответственно на 120 и 240°.
К Блок промежуточного усилителя ПУ состоит: из
реверсивного транзисторного усилителя напряжения ОУ,
5ыполненного на базе интегрального усилителя типа
ПУТ401Б; усилителя мощности на транзисторе ПТ301;
узлов коррекции КУ и токоограничения ТО, звеньев

преобразования напряжения тахогенератора К1 и 1\2.
На вход ОУ (точки 148—13) поступает
управляющее напряжение Uy, равное разности задающего ни-
пряжения Uj, снимаемого с регулятора скорости Р( , ц
напряжения обратной связи U0,c, получаемого с тахои-
нератора ТГ через делитель на резисторах R319, R323.
Напряжение Uy усиливается до напряжения управления
преобразователем Uy,u = kuy Uy, которое подается нр
вход блока БУ (точки 141—13).
Блок управляющих напряжений БУН вырабатыв.чт
три периодических напряжения Un сложной форуы,
сдвинутых между собой на угол 120°. Каждое из этих
напряжений состоит из суммы синусоидального и
импульсного напряжений, что обеспечивает достаточно гм -
рокпй диапазон изменения фазы управляющих импу.п -
сов {/„и, подаваемых на тиристоры, и устойчивую
работу блока БУ в переходных режимах Блок состоит из
трех идентичных схем, получающих питание от
вторичных обмоток трансформатора Tpl, соединенных в 3i г-
заг.
При совместном управлении группами тиристоров pi -
версивной системы Г/7 должно соблюдаться ycioi i'l
ai+a2^180c, а для уменьшения габаритов уравнитель
ных дросселей необходимо, чтобы на всем диапазоне
изменения напряжения Ud выполнялось соотношение
УA,[|>У((в- Это условие будет соблюдаться, если
установить начальный угол включения тиристоров ао=100-г
4-105°. Такой сдвиг управляющих импульсов
относительно точки естественного открывания вентилей обеа <-
чнвастся за счет соединения первичных обмоток
трансформаторов Tpl в треугольник, а вторичных (питающих
BMi)—в зигзаг Корректировку угла а0 можно
производить за счет отпаек 1а, 1Ь и 1с, а также изменением
напряжения £/см в блоке Б?*.
Узел токоограничения ТО. Для ограничения гоки
двигателя в системе ТП—Д наряду с токовой отсечкоп,
которая не может ограничить ток /я за первый интервал
проводимости тиристоров, часто применяется
упреждающее токоограпичение. Сущность его заключается в том,
что ток /я непосредственно не измеряется, а оценинасг-
ся по косвенным показателям: по соотношению ЭДС
двигателя Еп и ЭДС преобразователя Еп. Для того чю-
бы ток якоря /л при изменении угловой скорости дьи-
гателя о поддерживать постоянным, например в upoi (-<■-

I
у се пуска, нужно соответственно увеличению © изменять
ЭДС преобразователя Еп.
Если ток якоря должен оставаться равным
стопорному (При СО = 0) /я стоп, ТО £n,max(Ci>)=£H(tu) +
~i -J-/HiCTon/?Hх • Каждому заданному значению задающего
| напряжения U3, которое пропорционально заданному
значению угловой скорости двигателя со3, соответствует
свое максимальное значение Еп,тах при /я=/я,стоп> так
как при /я</я,стоп и том же значении U3 Еп<.Ев1тах(ы).
Для системы, замкнутой по скорости, можно принять
<й=@з. Следовательно, можно считать, что каждому
значению угловой скорости соответствует свое
максимальное значение Е11:тах при /я=/я,стоп- В частности, при
<й = 0 £я = 0 И £п,тах@) =Яп,стоп =/ястоп^Яч • ТЭКИМ Об-
разом, для того, чтобы ограничить и поддерживать в
переходных процессах ток якоря на уровне /я,стоп. нужно
ограничивать ЭДС преобразователя на уровне Еи>тах(to),
зависящем от текущего значения угловой скорости
двигателя, например, посредством так называемой отсечки
по скорости с уставкой, регулируемой в функции
угловой скорости двигателя Ограничение ЭДС
преобразователя можно осуществить, оьраничивая напряжение Uy,n
на выходе ПУ. Учитывая, что /;я —Сы и Ea=knUy:n, где
kn — коэффициент усиления ТП, получим выражение
для максимального сигнала управления (для уставки
отсечки по скорости UOTc.c) B зависимости от угловой
скорости двигателя
Uy.n.max И = CtO ku + £/у,п,стоп = ^отс.с (©), (8-6)
где
Uу,п стоп = £„ его,, '*„ = /я, стоп R*l/ku. (8-7)
С целью ограничения напряжения Uy,,, на уровне
;,птпл((й) и, следовательно, с целью реализации
условия /я (со) =/п,стоп напряжение UOy «f/>,n на выходе
усилителя ОУ (резистор R311) через нелинейную
цепочку на диодах Д304—Д307 сравнивается с
напряжением ит,ы=кт,У,ь->, которое снимается с тахометрического
моста, состоящего из тахогенератора ТГ и делителя
напряжения R321—R322 Каждому значению угловой
скорости двигателя соответствуют определенные значения
" п и t/т.м. С помощью потенциометра R321
выставляется равенство зти> напряжений при работе двигателя
на холостом ходу. С увеличением нагрузки двигателя
279

под действием обратной связи напряжение t/y,n
возрастает (см. рис. 8-5,г), a UT,n — практически остается
неизменным (при данном значении U3). Когда разность
этих напряжений достигнет уровня напряжения
открывания диодов Д304—Д307, то дальнейший рост nai.pn-
жения Uyn станет невозможным, так как сопротивлепго
резистора R322, на которое нагружается усилитель О,У
через диоды Д304—Д307, намного меньше высокоо* hv,\\
нагрузки усилителя ОУ в виде RBX блока БУ. Поэтогу
с дальнейшим ростом нагрузки начнет падать углов,ui
скорость двигателя, уменьшаться UT,M, что приведет к
уменьшению Uy,n, £п и угловой скорости двигателе о,
но при этом ЭДС преобразователя будет равной
Еп.тах(со)" а напряжение управления Uyn— равным
иу,п,тах(ы), и ток 1„ при любом значении ЭДС /">,
останется постоянным и равным
/я = Шп тахН — Ея]1Я„г = /«.стоп- (Ь Ь)
При линейной зависимости En=f(Uy,n) (рис. 8-5, о)
характеристики двигателя ы=/(/я) в зоне токоограы-
чения при различных значениях U3 будут иметь вид
прямой вертикальной линии (рис. 8-5,г). Коэффициент
передачи звена А'/ должен быть равен kT,M—l/(knkrn).
Требуемое суммарное напряжение открывания ZAt7a ,1W
опорных диодов (Д{/а>НОм — номинальное прямое na/tc-
ние напряжения на диоде), соединяемых
последовательно — параллельно, или пробоя стабилитронов Uc-[,m,-,
включаемых в эту цепочку последовательно,
определяется заданным током /я,СТоп по следующему выражение-
Ucr r = /я.стоп Rnx/K - i/yn.cron. (8 9)
Диоды Д302, ДЗОЗ, включенные на вход усилите ш
ОУ, ограничивают напряжение Uy = U3—Uo>c до
значения иутах=&иа„оы, защищая интегральный усилите п>
от перегрузок в переходных режимах, и отключают
отрицательную связь по скорости (размыкают систему <*н-
томатического регулирования — САР) при работе > пи
токоограничения.
Конструктивно блоки БУ, ПУ, БУН и другие
выполнены на печатных платах с разъемами, что позволяет
быстро делать замену вышедшего из строя электронною
280

, узла. Источники питания блоков управления, усилителя
ОУ и др. размещены в отдельном блоке БП, который
состоит из четырех трехфазных выпрямителей на
кремниевых диодах и стабилизатора напряжения на
стабилитронах СТ1 — СТЗ, от которого питается регу-
1 лятор скорости PC через реверсивный контактный
мостик РП4 — РП5 (рис. 8-5, б).
Выходные каскады блока БУ (транзисторы ПТ107,
i ПТ108 и др.) подключаются к источнику питания
контактом реле РП2, которое включается нажатием кнопки
КнП через транзистор ПТ205. Защита электропривода
от к. з. осуществляется автоматическими
выключателями ВА1 и ВА2, а максимальная токовая защита с
помощью реле РП1 и РП2. Если ток якоря 1Я превысит
/я.стоп (например, при заклинивании механизма подачи
станка), то максимальное токовое реле РП1 сработает
и замкнет цепь базы транзистора ПТ205 с эмиттером,
триод закроется, реле РП2 потеряет питание и через
небольшую выдержку времени разомкнет свои
контакты в цепях питания выходных каскадов БУ, снимая
управляющие импульсы с тиристоров Т/ — Т6.
Коррекция системы автоматического регулирования
(САР) привода осуществляется изменением параметров
гибкой обратной связи, охватывающей усилитель ОУ
(конденсаторы Ск), и подбором резисторов R305 н
R317. Для пуска двигателя Д включается реле РП4 или
РП5 (катушки этих реле на схеме не показаны) и
подает на вход схемы задающее напряжение Us, значение и
знак которого определяют фазы управляющих
импульсов относительно анодного напряжения на тиристорах,
а следовательно, угол включения тиристоров ТП или
значение напряжения на якоре двигателя, его угловую
скорость и направление вращения. С помощью
потенциометра R707 выставляется минимальная угловая скорость
«mm двигателя.
Схема управления приводом подачи расточного
станка должна предусматривать: а) работу привода подачи
только при вращении шпинделя; б) установочные
перемещения механизмов подачн независимо от работы
главного привода; в) автоматическое ограничение хода
шпинделя, шпиндельной бабки или стола; г) защиту
силовых элементов и цепей управления от токов
короткого замыкания.

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПРОДОЛЬНО-
СТРОГАЛЬНЬ.Х СТАНКОВ
9-1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ПРОДОЛЬНО-СТРОГАЛЬНЫ)
СТАНКОВ
Данные станки предназначаются в основном для см
рабогки резцами плоских горизонтальных и
вертикальных поверхностен у крупных деталей большой длннп
На этих станках можно также производить прорезанш
прямолинейных канавок различного профиля, Т-обра
ных пазов и т д. Детали средних размеров
устанавливаются рядами на столе станка и обрабатываются'од! и-
временно.
Продольно-строгальные станки разделяются на о ь
достоечные (с консольной поперечиной) и двустоечные
(портального типа). На рис. 9-1 показан общий вг т
двухстоечного продольно-строгального станка. Его с г
пина / имеет продольные направляющие (плоские и
V-образные). По ним возиратно-поступательно движете,>
стол 2, на котором закрепляют обрабатываемую детал*
Перемещение стола — главное движение —
осуществляется от электродвигателя 9 через редуктор ;i
реечную передачу, которая состоит из рейки (примет -
бой, косозубой или червячной), привернутой снизу ксп>-
лу по всей его длине, и реечного колеса или
расположенного под углом червяка. Снятие стружки с
обрабатываемой детали (строгание) происходит при ходе стола
Вперед (прямой или рабочий ход). Ход стола назад
(обратный ход) совершается обычно с повышенной скоростью,
и снятие стружки не производится (холостой ход), apev
цы в это время автоматически отводятся от
обработанной поверхности (поднимаются). Изменение
направления движения стола производится или при помощи
электромагнитной реверсивной муфты (на малых стаь-
ках), или посредством реверсирования главного двиг -
теля. Портал станка в образован двумя вертикальныvи
стойками и верхней балкой. К этой балке прикреплен'
подвеска 5 пульта управления //. По вертикальным и -
правляющим стоек при помощи ходовых винтов
перемещаются поперечина (траверса) 3 и боковой суппорт
10 (некоторые станки имеют два боковых суппорта).

Поперечина имеет горизонтальные направляющие, по
которым могут перемещаться вертикальные суппорты 4.
Суппорты станка с закрепленными в них резцами
осуществляют прерывистую периодическую подачу за
время реверса стола с обратного хода на прямой и быстрые
установочные перемещения. Дпижсние суппортам пере-
Рис. 9-1 Общий вид тяжелого продольно-строга;
дается через коробки подач 7 и 8 от отдельных
электродвигателей.
Основными величинами, характеризующими размеры
и технологические возможности различных продольно-
строгальных станков, являются наибольшая длина
строгания (ход стола) L (от 1,5 до 12 м), наибольшая
ширина обработки (от 0,7 до 4 м) и наибольшее тяговое
усиление на рейке стола /ч (до 30—70 кН и более).
9-2. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ И ТИПЫ ГЛАВНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
ПРОДОЛЬНО-СТРОГАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Процесс обработки изделий на таких станках
состоит из последовательно повторяющихся циклов, каждый
из них включает рабочий или прямой ход стола, во
время которого происходит обработка, и обратный ход,
когда стол возвращается в исходное положение и осуществ-
283

ляется подача резцов (во время реверса стола с o6pai-
ного хода на прямой).
Нормативная скорость прямого хода (скорость рсз,>-
ния) определяется твердостью обрабатываемого
материала, свойствами режущего инструмента и видом of
работки (чистовая, черновая). Для увеличения прои,
водптсльности станка скорость обратного хода обьнп о
устанавливают больше скорости резания. На рис. 9 2
показаны график пути / и скорости v стола в
зависимости от времени для одного цикла. Время цикла складп
вается из
Тц -/ппр + /,,р + /т пр + /n.odp + *обр + ir odp, (9 1)
где /п,пр* и ^п.обр — время пуска при прямом и обратись
ходах; /,,р и /осР — время прямого и обратного устано
вившихся движений; /т,пр и /тоСр — время торможенг*'
при прямом и обратном ходах.
Производительность продольно-строгального станка
характеризуется числом двонных ходов в минуту NaRy,
которое зависит от длины хода стола, соотношения
скоростей прямого и обратного ходов, времени реверсиро
вания и может быть подсчитано по формуле
(9-2)
где A: = t'o6pA>np; t'l.p "
foGp — СКОРОСТИ ПрЯМС)! (>
и обратного ходов cto.:,i,
м/мин; L — длина хо;1 i
стола, м; ?рев — время pi
версирования стола с
прямого хода на обратный
или наоборот, с.
Из уравнения (9-2)
видно, что число двойпь.х
ходов и, следовательно,
производительность ст.;н
ка возрастают с увели1.<■
нием Уоор (до опреде.юа
ного предела) при задан
ной скорости резания ч,
и с уменьшением врс:■•:(-
ни /рев. При малых дли-

пах строгания наиболее эффективным средством
повышения производительности является
уменьшение времени реверса за счет повышения
быстродействия привода и установления некоторой
оптимальной (по производительности) скорости обратного
хода. При больших длинах строгания наибольший
эффект дает увеличение скорости обратного хода.
Чрезмерное увеличение уОбр (при малых и средних длинах
(строгания) может привести к такому росту /рев, при ко-
гором повышение производительности не произойдет.
Сокращение времени реверса имеет свой предел, так
как за время реверса у продольно-строгальных станков
осуществляется подъем и опускание резцов, а также
Производится поперечная подача суппортов. Кроме
того, с уменьшением ipeB возрастают динамические
нагрузки в передачах станка.
Время переходного процесса пуска или торможения
зависит, как известно, от суммарного момента инерции
электропривода. Например, время пуска (торможения),
где Мп,ср — среднее значение момента двигателя при
пуске, Н-м; Мс — момент статического сопротивления,
Н-м; о)с — угловая скорость двигателя,
соответствующая моменту Мс, рад/с; Jz —суммарный момент
инерции электропривода, кг-м2.
Практика показывает, что в продольно-строгальных
станках момент инерции двигателя /дв составляет до
80—85% общего приведенного момента инерции /2
движущихся поступательно и вращающихся элементов
привода. Поэтому стараются вообще исключить
реверсирование двигателя и производить изменение направления
хода стола при помощи реверсивной электромагнитной
муфты, либо устанавливают двигатели с удлиненным
якорем (ротором), имеющие меньший момент инерции,
либо устанавливают вместо одного два двигателя поло-
инной мощности.
В современных продольно-строгальных станках
регулирование скорости движения стола, а также его
реверсирование осуществляется, как правило, электрическим
путем, поэтому производительность станка и качество
обрабатываемых изделий в значительной степени
определяется работой привода стола.

z
VpacH
9-3. Зависимость тяг
я FT и мощности двмг
'до от скорости псрсмсшсиш
Наименьшая скорость резания при черновой
обработке принимается равной 4—6 м/мнн. При чпскпй
обработке скорость резания на строгальных станк;;>. ,чо.
стигает 75—100 м/мнн, следовательно, диапазон
регулирования скорости стола равен A5-^-25) :1. При i..< ..(..-
нении скорости резания приблизительно от 5 до 25 v/vru
тяговое усилие на рейке стола остается постоянны »
наибольшим (зона /).
При дальнейшем \ю-
личепии скорости
резания тяговое усилие
Ff. уменьшается (pi с.
9-3, зона //). Слсдопа-
тетьно, в зоне небо-ь-
_ , шпх скоростей момент,
j | г ' Iя 1 ' - лВ -1 развиваемый дпигпе-
\ьг ' ! Wcr лем, должен оста па и>-
Ч^ ° ?: ~~*" ся примерно
постоянным, а при скорое1ях
выше 25 м/мин
остается неизменной
мощность. Заданная уг ч>-
вая скорость
двигателя должна поддерживаться во всем диапазоне с
точностью до ±E—10%) при изменении
нагрузки от 0,1 до 1,2 поминального момента.
Динамический перепад скорости, вызванный резким приложением
нагрузки (при входе резца в металл), должен быть не
более 10—20%, а возникающий при этом переходный
процесс должен заканчиваться в течение 0,1—0,2 с Для
главного привода продольно-строгальных станков
целесообразно применять двигатели, обладающие
повышенной перегрузочной способностью н пониженным мо
"оптом инерции, так как такие двигатели обеспечивают
меньшее время пуска н торможения.
В продольно-строгальных станках нашли применен! с
различные типы главных электроприводов в завис! •■■о-
сти от размеров стайка, тягового усилия и Tpe6)cvoio
диапазона регулирования скорости.
Для небольших станков при L^.3^-4 м, /ч^ЗР-т-
-4-50 кН и диапазоне регулирования скорости стола D =
= C-Ь4) : 1 применяется привод от асинхронного корот
козамкпутого двигателя в сочетании с коробкой
скоростей и реверсивной электромагнитной муфтой.

В качестве главного привода средних [L^5 м, /ч^
^50—70 кН и £>=F-ь8) : 1] и тяжелых [L>5 м; FT>
>70 кН и £>=A5н-25) : 1] продольно-строгальных
станков в настоящее время используется двигатель
постоянного тока, управляемый по системе Г — Д с ЭМУ
или МУ в качестве возбудителя и промежуточными
магнитными или полупроводниковыми усилителями Эта
система позволяет получить нужную форму
характеристик двигателя, требуемый диапазон и плавность
регулирования скорости движения стола, небольшое /рев.
Недостатком системы Г — Д является необходимость
выбора мощности источника постоянного тока —
генератора и приводного асинхронного двигателя по
установленной мощности двигателя стола, которая
определяется наибольшим тяговым усилием или
моментом, соответствующим минимальной скорости, и
номинальным напряжением при номинальной угловой
скорости двигателя. Особенно значительное завышение
Руст,дв и соответственно Рг,ном по сравнению с
отдаваемой ими мощностью имеет место при регулировании
угловой скорости двигателя только изменением ЭДС
генератора.
С целью уменьшения установленной мощности
электрических машин, повышения загрузки двигателя и КПД
главного привода тяжелых продольно-строгальных
станков по системе Г — Д целесообразно применять двух-
зонное регулирование угловон скорости двигателя. На
выпускаемых в настоящее время станках начинают
внедряться приводы с тиристорными преобразователями
для питания цепи якоря и вводятся системы
автоматического управления с применением унифицированной
блочной системы регуляторов (УБСР), которые
позволяют сравнительно просто реализовать высокое
быстродействие привода по системе ТП — Д при хорошем
качестве переходных процессов.
9-3. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ СТОЛА ПРОДОЛЬНОГО
СТРОГАЛЬНОГО СТАНКА
Снятие стружки при строгании производится только
при рабочем ходе стола. При обратном же ходе резец
приподнимается и мощность, развиваемая приводом,
расходуется лишь на преодоление потерь в станке. Ско-

рость, с которой деталь перемещается относительно чез-
ца при рабочем ходе, называется скоростью резания*
Перемещение резца на один двойной ход стола перпе»,'
дикулярпо детали составляет подачу s. Величина, па
которую углубляется резец в изделие при одном про.\О/%е,
определяет глубину резания t. При строгании подач?< и'
глубина резания принимаются: для черновой обработки
s=l-=-7 мм/дв. ход, *=6-h30 мм; для чистовой
обработки широкими резцами s=10-i-30 мм/дв. ход и выше, / =
= 0,05ч-0,3 мм.
Скорость, усиление и мощность резания опреде.чпщ-
ся по формулам G-1), G-2) и G-4) для токарной
обработки. Значения коэффициентов и показателей в
формулах находятся из справочников по режимам резания
Машинное время при строгании, затрачиваемое для
обработки одного изделия, мин, можно найти по формуле
где В — ширина изделия, мм Мдв,ход — число двойных
ходов в минуту, дв ход/мин; s — подача на один двойной
ход, мм/дв, ход.
Нагрузка двигателя главного привода продолыю-
строгального станка складывается из мощности резания,
потерь в передачах и мощности, развиваемой двигателем
в процессах пуска и торможения стола, которые прот
ходят с моментами и токами, превышающими номинальные
(дважды за один двойной ход стола и многократно в
течение времени работы станка). Следовательно, привод
таких станков работает в перемежающемся режиме с
частыми реверсами (S7), поэтому выбор мощности дш<-
гатсля производится по нагрузочной диаграмме с учетом
загрузки в переходных режимах.
Для предварительного определения мощности двша-
теля главного привода и построения нагрузочной
диаграммы принимают в качестве исходных следующие
технические данные:
1) наибольшее усилие резания Fz,max, H, и
соответствующая этому усилию наибольшая скорость прямого
хода стола t'npi, м/мнн;
2) наибольшая скорость стола vmax, м/мин;
3) наибольший вес, Н, обрабатываемой детали 6,<т
и стола GCT;
4) КПД передачи (до рейки стола) при полной
нагрузке т)„;

5) длина хода стола L, м и коэффициент трсння стола
о направляющие (л (принимается равным 0,05—0,08);
6) суммарны» момент инерции вращающихся частей
механизма привода и движущихся поступательно дега-
лн и стола.
Задаваясь наиболее тяжелым режимом, определяют
мощность резания, кВт:
pz = FZi„a* t'nп F0 • 1000). (9-5)
Мощность потерь на трепне стола о направляющие
при прямом ходе, кВт,
АЯ„а„г = (Сдет + GCT) ni>,,pi/F0 • 103), (9-6)
Мощность на валу двигателя, ь
- 10-3, (9-7)
гдеFT,max=Fz,7rux-}-(GlieT-\-GcT+Fx+Fy)|.i — тяговое
усилие на рейке стола, Н, Fv, Fx, Fzmax — составляющие
усилия резания.
Зависимость FT—f (иСт) для определенного типа
продольно-строгальных станков обычно задается
графически (рис. 9-3) и состоит из дв>х участков: на первом из
них тяговое усилие остается примерно постоянным от
Vmin До УПр|, а на втором участке с ростом скорости
усилие FT уменьшается; следовательно, регулирование
скорости привода стола на первом участке должно
производиться при постоянном моменте (мощность при этом
будет изменяться), а на втором — приблизительно с
постоянной мощностью (при уменьшающемся моменте).
Предварительный выбор мощности производится с
учетом способа регулирования скорости привода (или
скорости стола):
а) Если предполагается применить асинхронны»
привод (п=const), то выбирается короткозамкнутый
двигатель С НОМИНаЛЬНОП МОЩНОСТЬЮ Яном^гРдвщ. И /ZnoM =
==^npi/p, где р = 1'Сг//гдв — радиус приведения стола к
валу двигателя, м/об; регулирование скорости стола в этом
случае осуществляется ступенчато посредством коробки
скоростей.
б) Если главный привод должен быть выполнен по
системе Г—Д или ТП—Д, а регулирование укчовой
скорости двигателя во всем диапазоне б>дст производиться
изменением ЭДС преобразователя, то предварительно
19-612 289

выбирается по каталогу двигатель постоянного юк;,
независимом вентиляцией продолжительною рсжич-я
работы на номинальные мощность и частот) вручения
ftiOM^/ViirtW't'npl И Лиом« t'nm/p (НЭ [I1С. Ч [] п*
мощность обозначена как Pnt,max)-
в) Если будет использовано двухзониос рсг\ п:рова.
ние скорости привода, то предварительно задаюн?' поз-
можным диапазоном изменения потока дшчг'тсля
Dlll,pac4 = Hmax/>hioM^Dli> ДОп, ОПреДСЛЯЮГ Ур.,с,, l\ „xj
/^Ф.расч и подсчитывают
Ядв гасч = Ядв пр Ь'расч/Ь'пт. (9-8)
н далее по каталогу на двигатели, допускающие рп\лн-
рованис частоты вращения ослаблением поля в нужном
диапазоне, подбирают двжзтель ближайшем бо.'п шей
МОЩНОСТИ ПрН /?|,ом« Ь'расч/р, ТЭК КЭК СКОрОСТЬ CTO.'ui сты
обеспечивается изменением Ф в в диапазоне /), =
= t1ma3c/fPac4, ГДС PnB = COTlst.
По номинальным данным выбранного двигате >у
постоянного тока (Я„ом, СНом и /„ом) выбирают
преобразовательную установку: генератор и приводной
асинхронный двигатель в системе Г—Д на максимально всыуож-
ную частоту вращения (л„ом= 1500-^3000 об'мпр) с
целью уменьшения габаритов, массы и стоимостг
машинного агрегата, или тнрпсторный преобразовав .ь и
питающий трансформатор в системе ТП -Д.
Далее предварительно выбранный двигатель с .сдует
проверить по нагрев) с учетом совместной работь
двигателя и станка в установившихся и переходных
режимах. Для этого строится нагрузочная диаграмма кчек-
тропрпвода Л1 = [(/) для одною цикла работы станка. По
исходным данным, приведенным ранее, определяют
нагрузки привода в различных режимах.
Потери в передачах станка будут равны:
при прямом ходе со скоростью vnp и полной паф\зке
при прямом ходе вхолостую
ЛРхпр«0,6ДР11а1Р
и при обратном ходе ДРхобр^ДРхсрг-'оор^
Величина Рдв,ср определена по (9-7).

Время установившегося движения при прямом и
обратном ходах стола
Время пуска и торможения подсчитывают по
уравнению (9-3), задаваясь соответствующим моментом
двигателя (Л/п и Л/т), предварительно определив суммарный
момент инерции привода
Мощность на валу двигателя при прямом ходе
вхолостую
Яд» пр х = 0,6APIiarp + ЛРнапр, (9-10)
где А/5напр= FVT+GCT)t',,pn/F0-103) — потери в
направляющих стола.
Момент на валу двигателя, Нм, при прямом ходе
вхолостую
Л/пР,х = Ядв,пр,х-Ю00/(Оар. (9-11)
Мощность на валу двигателя при обратном ходе
Ядв,обрЛРдв,пр,х1'о0рЧр. (9-12)
Момент на валу двигателя при обратном ходе
MorpiX = Рдв,оГр- Ю00/сообр. (9-13)
В формулах (9-11) и (9-13) укповзя скорость
двигателя, рад/с, определяется выражением со, = 1'Ст,*л/C0р).
По найденным значениям Л/дг,,Пр,х, MoGp,x п Л/1ф=
^^flB.npt'np^t'npKOnp) строится с учетом момента
холостого хода двигателя нагрузочная диаграмма станка (рис.
9-4, о).
Для проверки предварительно выбранною двигателя
можно воспользоваться приближенной нагрузочной
диаграммой электропривода, построенной■исходя из
следующих допущений: для упрощения расчетов задаемся
идеализированной тахограммой vCi=f{() одного цикла
работы привода стола (рис. 9-4,6) без учета понижения
скорости стола при врезании резца и выходе его из
изделия, прямой ход стола производится при номинальной
Мощности резания со скоростью t'MI.i, разгон н торможс-
Ние привода происходят при холостом ходе под
действием Л1п=мт« B4-2,2) Л1дП,„ом.
W 291

В соответствии с изложенным на рис. 9-4, в пршк-
нагрузочная диаграмма привода стола „для случая j
лнрования скорости изменением напряжения на я
двигателя, пользуясь которой можно определить s
валентный момент двигателя за цикл
Мвкв =
(Ч 14)
1Т — момент двигателя при реверсе; /,,, =-
iP — время реверса привода
= /т,пр + ^побр — время реверса привода.
Предварительно выбранный двигатель с ..^„„,,„.
вентиляцией будет удовлетворять условиям нагрев,.,
ли Л1Экв^Л1Н0М. В случае регулирования угловой скс
ослаблением
Рис. 9-4. Нагрузс
привода стола продо;
ного станка.
двигателя нужно стрел:
зависимость тока mm
теля от времени и прог
рять его по методу -;ы
валентного тока.
Уточненная нагр> к;
ная дизцэзммз мо/ь
быть построена по дг
ным конкретной систег
управления элсктроп[
водом продольно-етр
гального станка 117J.
9-4. ГЛАВНЫЙ
ЭЛЕКТРОПРИВОД
ПРОДОЛЬНО-СТРОГАЛЬНОГО СТАНКА ПО СИСТЕМЕ
Г-Д С МУ
Станкостроитс ii иые
заводы СССР вып)ск;пот
несколько моделей
средних и тяжелых проло .ь-
НО-СТрОГаЛЬИЫХ CT?iIH<( Ч,
например 7231А, 7242Л,
7А27Р и другие, в
которых для главного
привода применяется двыа"
тель постоянного п)ка
независимого bo36)>vic-

Щ|ЯЯ управляемый по системе Г—Д с ЭМУ поперечного
С я в качестве возбудителя [26J Такая система нри-
а позволяет получить большой диапазон регулпроьа-
скорости и необходимое время реверса.
. С целью повышения надежности привода, получения
•высокой жесткое .и механических характеристик и
необходимого быстродействия при заданном качестве перс-
водных процессов в станках тех же моделей в последнее
время вместо ЭМУ стали использовать МУ с
промежуточными транзисторными усилителями (в тяжелых стан-
Рассмотрим особенности электропривода и работу
Йхсмы управления применительно к продолыю-строгаль-
иому станку модели 7242Б. Станок предназначен для об-
бработки изделии размером 4000X1500 мм, скорость реза-
%ня регулируется от 5 до 75 м/мин, максимальное тяго-
шюе усилие при скорости t'np=5-r-25 м/мин равно 90 кН.
ЙЦля привода стола используются два двигателя посто-
{•янного тока па напряжение 110 В и мощностью по 32 кВт
Вкаждый, соединенных последовательно и питаемых от
родного генератора (Я(,ом=70 ьВт, £/„о,ч=230 В). Замена
& i двигателя полной мощности дв^мя двигателями
винной мощности уменьшает момент инерции приво-
стола, а следовательно, и потери энергии в переход-
[ процессах, или увеличивает производительность
нка за счет повышения ускорения. Регулирование уг-
й скорости двигателей производится только пзменс-
напряжеиня генератора в диапазоне 15: 1.
На рис. 9-5,0 показана несколько упрощенная элек-
еская схема главного привода. Обмотка возб>жде-
генератора разделена па две ча'сти (ОВГ-I и
ЗГ-Н), включенные в плечи уравновешенного моста с
умя балластными резисторами Roi и Ra. В диагонали
'ста включены два магнитных усилителя МУ1 и МУ2
■ внутренней обратной связью и выходом на постояп-
'М токе), полярность Hai ряжения которых такая, что
Ml /, у| {( /МУ2 В ПО iJO^MOTK.'iX ВОЗб>ЖДСННЯ ВЫЧП-
тТаются, а в Rul и Ra складываются Обмотки управления
^агнитных усилителен включены поелсдовгтелыю-ветреч-
поэтому при подаче в них тока один усилитель под-
агннчивается, а др>ю11 размагничивается. При этом ток
нагрузки первою усилителя будет возрастать, а второю
/Усилителя — снижаться (рис. 9-5,6). При перемене по-
ти тока управления изменения токов нагрузки бу-

дут обратными. При отсутствии подмагничнваипя Myj
МУ2 напряжения па их выходе будут одинаковы г, g
разность токов в па1рузкс равна пулю. При полно 1,Од,
магничивапии одною из магнитных усилителем, н;шр

ого с тахогснсратора ТГ. Таким образом,
управляющее напряжение МУ, МУ2, от которою зависит ток воз-
Й\'ЖДСНИЯ и напряжение генератора, определяется
выражением
U =U -UD =U -koi
(9-15)
где *о,с=^тг/со1Г — коэффициент обратной связи по
скорости,'величина которою определяется диапазоном рс-
{улирования скорости и требуемой жесткостью
механических характеристик двигателя.
Из выражения (9 15) следует, что при заданной
величине U3 с возрастанием нагрузки двигателей Д1 и Д2
их угловая скорость будет снижаться, что приведет к
уменьшению напряжения U0,c- Результирующий сигнал
[}y=lyRy на входе МУ1, МУ2 будет увеличиваться, что
вызовет рост напряжения генератора и обеспечит
поддержание заданною значения угловом скорости
двигателей (рис. 9-5,в).
Ограничение тока якорной цепи при перегрузках и в
переходных режимах пуска, торможения и реверса
двигателей производится посредством >зла отсечки но току. В
чэтот узел входя i. стабилитроны ДСЗ и ДС4; обмотки
управления магнитных усилителей 0Т1 и 0Т2, включенные
1на разность напряжений- £/д,п, снимаемого с обмоток
дополнительных полюсов генератора, и Unr пробоя стабп-
/рлитронов, выбираемых по условию
(Jn — A,8 : 2,0)/Но<|/? п~/отс^ п- (9-16)
Если илп<.^пр, то стабилитроны заперты к узел огра-
!чения тока не действует. Когда же ток в якорной цени
>евышаст значение /ото то UJltn>Unv и по обмоткам
т/, 0Т2 начинает проходить ток. Магнитодвижущая
а (МДС) этих обмоток направлена навстречу МДС
ающих обмоток, поэтому разность токов в нагрузке
'нитных усилителей будет уменьшаться, а это вызо-
снижение напряжения генератора и ограничение

но на столе станка расставляются в нужном по, южAи
упоры а и б, воздействующие на путевые переключите-^'
(рис. 9-6,о), а рукоятками Раб. ход и Обр. ход рС|-\ ^я
тора скорости PC устанавливаются в соотвстстшш с ^
данными значениями скорости рабочего и обратил о хо"
дов стола.
Раб ход Обр ход_ ^-гг^Резец
Обрабатываемое изделие
Рассмотрим вначале последовательность ю
контактов переключателей. Перед окончанием рг;
хода упор а нажинает последовательно на выклн
ПС1 и ПХН. При воздействии на ПС1 снижаете 5
рость стола перед выходом резца из изделия, а з;п<
воздействии на ПХН происходит реверс с прямою
на обратный. В начале обратного хода >пор и, г
ствуя на ПХН и /7С7, возвращает их контакты в r.j
296

юложснис. В конце обратного хода упор б нажимает на
уС2— происходит снижение скорости, а затем, при воз-
[ействии па ПХВ дастся сигнал на реверсирование с
»обр»п на ь'пртш, при котором происходит врезание рсз-
°а в изделие. Упор б в начале рабочего хода возвращает
контакты ПХВ и ПС2 в прежнее положение.
'.-|]0еРсд ПУСКОМ станка включается вводной
автоматический выключатель ВА, при этом подается напряжение
ia силовую часть схемы и на трансформаторы Tpl и
"р2 (указанные аппараты па рис. 9-5,а не показаны), ко
цоричным обмоткам которых подключены,
выпрямитель, питаюшип обмотки возбуждения двигателей Д1,
Ц2 и схему управления, а также магнитные усилители
ИУ/, МУ2 и другие узлы схемы. Нажатием на кнопку
ЧнП включается контактор КЛ и своими главными
контактами подключает асинхронный двигатель АД (на
схеме не показан) преобразовательного aiрогата (Д—Г).
^Рассмотрим работу схемы в автоматическом
реяШмс. На рис. 9-6,6 приведена диаграмма скорости
рижения стола за двойной ход. Пусть работа привода
ичинастся в точке 0. Если рукоятка Раб. ход регулято-
>а скорости PC установлена в положение, соответствую-
цее иСт> 12 м/мин, то контакт переключателя ВКБ
шмкнут. Путевые выключатели ПХВ и I1C2 нажаты, а
ПХН и ПС1 — освобождены.
Для пуска привода нажимается кнопка КнВ.
Включайся контакторы КБ и KB, реле РПВ и РП1, а также рс-
ie РЗ. Пониженное задающее напряжение -\-U3t1h,n, спи-
|аемое с потенциометра Ro, в данном случае не зависит
)т установки рукояток регулятора скорости PC. Это на-
Ьряженнс поступает на задающие обмотки МУ1, МУ2,
^нератор Г возбуждается и двигатели разгоняются до
угловой скорости (Овг, при которой г>Пр=12 м/мин. Стол
станка перемещается в направлении рабочего хода, и
при пониженной скорости резец входит в изделие (точка
1Д на диаграмме рис. 9-6,6). Затем освобождается пере-
^ключатсль ПХВ, и его контакт ПХВ-2 размыкается
(точка Б). Отключается реле РПВ и затем реле РЗ. На
Задающие обмотки 031, 032 подается напряжение
■Ь^э,раб, обусловленное установкой рукоятки Раб. ход
Регулятора скорости. Напряжение, подводимое к якорю
Двигателя, увеличивается, и его угловая скорость
возрастает до установленного значения. В процессе движе-
" стола освобождается переключатель ПС2.
297

В конце рабочего хода (точка В) упор а' нажп.•.:;.<>,,
на рычаг переключателя скорости ПС1. Включается ре.
лс РЗ, а на вход ЛШ, МУ2 снова подастся напряжение
+(/3rn,,i. Напряжение генератора уменьшается и дн;:[-а_
тсль тормозится до угловой скорости, соответствую] „ей
скорости движения стола £,'Пр=12 м/мип. На э iоfi сы ро_
стн резец выходит из изделия (точка Г). Затем \пор ца.
жнмаст на переключатель ПХН. Размыкается i онтакт
Г1ХН-1 и замыкается контакт ПХН-2. При этом отк/:ь).1с1.
ется контактор KB, срабатывает реле РПН и озон;,,
замыкающим контактом включает контактор КН.
Вспомогательный контакт 1\Н включает реле РН2 Оно в тщ
очероДь размыкающим контактом разрывает цещ
катушки реле РЗ. Поэтом) на задающие обмотки (Kil и
032 сразу подастся полное напряжение —U3,ucp в
соответствии с установкой рукоятки регулятора скорости
Обр. ход. Ток в обмотках управления 031, 032 быстро
уменьшается до н\ля, а затем возрастает в обратно i
направлении. Анзлошчным образом будет изменяться и
напряжение генератора. Происходит репере двигагс.чя с
ПОНИЖСННОЙ у1ЛОВОЙ СКОрОСТИ ПРЯМОГО ХОДа СОс.щ ДО
установленной скорости обратного хода (ос,0ср (рис
9-5,в). При движении стола в процессе разгона
освобождаются переключатели ПХН и ПС1.
Перед окончанием обратного хода (в точке С) ^."ы-
кается контакт ПС2 и включается реле РЗ Замыкгпш пй
контакт этого реле в цепи PC закрывается, а разгыкаю-
щий — открывается, поэтому к задающим обмоткаv 031
и 032 подводится пониженное напряжение —I'.^in
Двигатели переходят в тормозной режим с рекупергжией
энергии в сеть через 1енсратор, который при этом
работает двигателем, и асинхронный двигатель перехочн. в
генераторный режим. Последующее перемещение с гола
происходит с пониженной скоростью до точки Ж, когда
упор б нажмет на переключатель ПХВ. Контакт П\В-1
размыкается, контакт ПХВ-2 замыкается. Отключается
контактор 1(Н и включаются реле РВП, а затем
контактор KB, реле РПI и РЗ На задающие обмотки О'М и
032 подастся он нал +U^nan. Происходит реверс
привода с пониженной скорости обратного хода на
пониженную скорость прямого хода. В дальнейшем цикл работы
станка повторяется. Для остановки привода нажигается
кнопка КнС2. Отключается контактор KB (и mi Kti)>

п становится равным нулю, и двигатели быстро
затормаживаются
При работе на станке со скоростями резания меньше
12 м/мш! Рслс РЗ при рабочем ходе не действует, так как
размыкается контакт ВКБ и задающие сигналы U3ra6,
Снимаемые с регулятора PC, будут определяться только
установкой рукоятки Раб ход.
В наладочном (.толчковом) режиме
обеспечивается получение скоростей стола 5 м/мин и
менее, устанавливаемых рукояткой регулятора скорости
"[олчок. Наладочный режим осуществляется при
нажатии одной из кнопок Толч. Вп или Толи. Нз, что
вызывает включение контактора KB или КН. На вход МУ1 и
МУ2 подастся пониженное задающее напряжение, и
двигатели будут перемещать стол в прямом или обратном
направлении с малом скоростью. При отпускании
нажатой кнопки отключается соответствующий контактор и
двигатели быстро останавливаются.
Схема управления электроприводом предусматривает
аварийное торможение двигателем Д1 п Д2, которое
происходит при отключении блокировочного контактора КБ
в результате отсутствия тока в ОВД! и 0ВД2,
срабатывания ограничителен хода стола ВК1, ВК2 или
максимального реле РМ С отключением контактора КБ тсря-
I ют питание контакторы KB или КИ, и якорь генератора
подключается на обмотки управления ОГI, 0Г2 магнит-
*ч ных усилителей таким обраюм, что выходной ток МУ1,
у МУ2 размагничивает 1енсратор.
■ В данной схеме электропривода предусмотрены: кор-
^фекция системы путем соединения якоря генератора че-
рез цепочку Ru—С,, с обмотками управления 0/7, 0Г2 и
ограничение напряжения на задающих обмотках 031,
032 магнитных усилителен с помощью стабилитронов
ДС1 и ДС2 в переходных режимах, когда имеют место
резкие изменения напряжений Uj и 6'0с
Рассмотренная схема кчавпого привода продольно-
строгального станка отличается большой надежностью,
Достаточно высоким быстродействием и обеспечивает
Широкое и точное реагирование частоты вращения
двигателей. Недостатком системы Г—Д с МУ является ннз-
|Кий (до 25%) КПД возбудительного устройства.
Перспективным следует считать применение возбудительных
Устройств на тиристорах или даже замену системы Г—Д
Реверсивной системой ТП—Д.

9-5. ГЛАВНЫЙ ПРИВОД ПРОДОЛЬНО-СТРОГАЛЬНОГО СТАНКА по
СИСТЕМЕ ТП—Д С ПОДЧИНЕННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ
Наиболее перспективной для главного привода пр<
дольио-стрО1альпых станков в настоящее время являск ,
замкнутая система электропривода с питанием якор,;
двигателя постоянного тока от реверсивного ткристорт
го преобразователя и с подчиненным регулированием п,--
') s,
Рис 9-7. Схема управления главным приводом продольно строга

рамстров. В подобных системах в качестве усилителей,
датчиков, задающих устройств и источников питания
Применяются приборы унифицированной блочной
системы регуляторов (Ъ БСР) [5, § 49]. В качестве примера
рассмотрим один из вариантов схемы такого привода для
продольно-строгального станка средних размеров.
На рис. 9-7, а приведена
функционально-принципиальная схема реверсивной системы ТП—Д с ПОДЧИНеН-

ным регулированием параметров и последователей,«,
коррекцией. Якорь двигателя Д получает питание от ц.
ристорпою преобразователя, состоящего из двух ip\i,n
вентилем ТПВ и ТПН, соединенных но встречио-пар';!.:-
лельпой мостовой схеме для работ1»1 с совместным у пр -ц.
ленчем iруппамп при нелинейном сО1ласовапин регх.щ.
ровочных характеристик £ц=/(£А,п), когда при люГл,х
значениях U^ ,,^(Д г«< соблюдается coothoi ччче
Cnil>Cn,B (рис. 9-7,6). Преобразователь ТП подключен
к сети 380 В через tokooi рэппчнвающпе реакторы 1'()р.
На стороне выпрямленною тока установлен сглажиппы-
шип дроссель СД. В цепи уравнительных токов включен
четырехобмоточнып дроссель УД с электромапп тис и
связью контуров уравнительных токов /)Р| и Арп.
Узел управления пуском, торможением и репере см
двигателя выполнен в ьидс двопного задающею нити -
циометра Ro—ПЗ, получающего питание от исючш.ка
стабилизированного напряжения +24 В через коптичмы
контакторов KB и КН.
Па вход >снлптеля PC, являющегося регуляюрем
скорости, подается сшнал UB}, vc, равггый разггостп а-
дающего напряжения U рс и напряжения обратном и»:-
зм t/oc, снимаемого с тахогенератора ТГ. Па выходе PC
действует сигнал U рг, пропорциональный cnni?i.!>
Ubx,рс- Следовательно, усилитель PC представляе, co-
Coil пропорциональный регулятор (П-pt i >-
лятор)
Кроме основного внешнею контура регулирова1|| я
скорости в схеме имеется внутренний замкнутый конт\[>
регулирования тока якоря двигателя /„ Для-этого пр -
порциональпый току /я отрицательный сигнал £/Oi, оi'и.-
MaeMbiii с шунта Ш и усиленный датчиком тока ДТ, ю
цепи отрицательной обратной связи вводится на вход
второго усилителя РГ— регулятора тока 3 цчъ
он алгебраически суммируется с сигналом U^pt,
образуя рсзультирующш') сш нал Uux рт. Следовательно, ru -
ходпой сигнал регулятора скорости UBbiy pc является ?'-
дающим сигналом для регулятора тока V,.рт- На вым -
де РТ, которым охвачен местной обратной связью в вшт
цепочки /?о,с,тС, с -,, формируется сшнал U^ „, пост>п;п -
щнй на блоки фазового управления СФУ—В и СФ>- И
тпристорнымн группами ТПВ и ТПН. В выходном ич-
пале Uи, х.рт=^),м содержатся две составляющие, Оу ' а
и? которых пропорциональна сигналу UBS Pi, дру!а>' -
302

интегралу по времени от Uax, Pi, т. е. регулятор РТ —
пропорционально-интегральный (ПИ-рсгу-
лятор). Такой регулятор будет поддерживать значение
тока якоря двигателя /я в соответствии с заданием, т. е.
с сигналом Us>p-\. Поэтому и говорят, что контур регули-
•рования тока в данной схеме является подчиненным кон-
ТУРУ регулирования скорости, отсюда и термин
«подчиненное регулирование».
Для ограничения тока якоря двигателя величиной
уяст^/я,доп выходной сигнал ре^лятора PC имеет
ограничение на уровне UOtp=U' рт.тал=/г.,/я,доп, где kT —
передаточный коэффициент цепи Обратной связи по току.
Ограничение выходного напряжения регулятора PC
производится с помощью стабилитронов СТ1 и СТ2,
подключаемых параллельно резистору Обратной связи R0,cx-
Пуск двигателя в рассматриваемой схеме
производится подачей задающего сигнала U2 pc с регулятора
вскорости стола ПЗ нажатием кнопки Вперед (релейно-
2>контактная часть схемы управления приводом выпол-
чнена примерно так же, как в предыдущей схеме для
^системы Г—Д с МУ и здесь н^ рассматривается). По-
«■скольку сигнал U4 pc во много раз превышает
установившееся значение входного сигнала L/B* pc, регулятор PC
входит в зону ограничения, и На его выходе действует
|СИгнал t/orp. Контур регулирования скорости как бы раз-
1мыкается, а контур реагирования тока вст>пает в
действие, и двигатель начинает разгоняться практически при
Постоянном токе якоря, равном /яс1. По мере разгона
возрастает сигнал £/Ос=^« от тахогенератора ТГ. При
^угловой скорости двшателя, близкой к заданной,
регулятор PC выходит из зоны ограничения, и с этого мо-
(мента вступает в действие обратная связь по скорости.
(Разгон двигателя заканчивается, и он переходит в
установившийся режим при угловой скорости (ос,пр и токе
якоря /с,пр, соответствующих нагрузке стола при прямом
ходе.
В конце прямого хода стола переключаются контак-
i путевого выключателя ПХН (см. рис. 9-6), при этом
меняется полярность задающего сигнала fApc, и
регулятор PC входит в зону ограничения при — £/огр. Сиг-
'нал управления преобразователя t7> п на входе обеих
ГСФУ уменьшается. Преобразователь ТПВ закроется,
а ТПН будет работать в инверторном режиме при сс„>
" °. Ток якоря /я, изменив направление, станет тор-

мозным и благодаря действию регулятора РТ б> цт
поддерживаться на уровне —/„,„. Происходит рекупг),.
тивное торможение двигателя Д и далее его разюи в v u
правлении Назад (обратный ход стола).
При отключении контактов KB или КН задана j ..
сигнал станет равным нулю, и под действием сип:., а
обратной связи t/0,c=^cco будет осуществляться рек\и.
ративпое торможение двигателя при /я=—/я,ст в >(;|.:е
больших скоростей, и по характеристике со=Д/я), соо,-
ветствующей U3,pc=0, при низких скоростях (рис. 9-7,, ),
В установившемся режиме работы привода сигнал i a
входе РТ равен UBX м =U3,pi—Uo,t=0, а на выходе I'T
сигнал с>ществует (он накоплен в процессе разгона и г-
гатслй за счет интегрирующего действия регулятора) и
значение его таково, чтобы обеспечилась ЭДС
преобразователя L'n,np или £п,обр, необходимая для работы дп:-
гатсля со скоростью сос,пр или сос,обр при токе нагру.-.! н
/с.пр ИЛИ /с,обр.
Уравнения статических электромеханической и mi \а-
ническои характеристик двигателя в данной системе i a
участке работы регулятора скорости можно получит! 1<з
условия равенства сигналов £/от=£/зрт, или kTl-..-- =
= (^з,рс—^ссо)^рс, откуда находим выражения i .я
угловой скорости
/ и,,,, @ @ М
кс kc kPC kc кр
_ ,(9 17)
ГДе /гс = ил рс тах/(Отах — КОЭффнЦИеНТ ОбраТНОЙ СПЯИ1
по скорости, В-с/рад; kT=U3.PT,max/h,cT — коэффищнит
обратной связи по току, Ом; kPC=TMCkT/DTnkc) — i o-
эффпциент передачи регулятора скорости (здесь /, —
=0,01 с — некомпенсированная постоянная epevu я
контура тока), с.=£Я1,0Ы/@мом — постоянная двшат я
по ЭДС, В-с/рад, или по моменту с=Л'1Н(Ж//|Юм, Н v Л,
в системе СИ численно равны; £дв — коэффициент
несдачи двигателя, А/(Н-м).
Жесткость характеристик двигателя на этом уча< >|С
определяется соотношением параметров ki, kc, A.'i<. "
может быть обеспечена достаточно высокой. На участке
работы регулятора тока, как отмечалось выше, /.—
=/ЯС1. Вид электромеханических характеристик днпы-
тсля при прямом и обратном ходах стола, соответстгп i >-
щих различным значениям сигнала U3 pc, показан ''а
рис. 9-7, в.

Применение подчиненного регулирования на базе
использования в качестве регулятора тока и скорости
элементов УБСР упрощает монтаж, наладку и
эксплуатацию сложных электроприводов, даст возможность
удобно и эффективно корректировать переходные процессы
электропривода. Аналогично -реализуется подчиненное
регулирование и в других системах электропривода,
например в системе Г—Д с тиристорным возбудителем
генератора.
9-6. ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОДАЧИ СУППОРТОВ ПРОДОЛЬНО.
СТРОГАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Подача суппортов продольно-строгальных станков
производится периодически, обычно при реверсировании
с обратного хода на прямом, и должна закончиться до
начала резания. Подача осуществляется механическими,
электромеханическими, электрическими или
гидравлическими устройствами. Привод подачи должен
обеспечивать регулирование подачи в диапазоне D0-=-80) : 1, при
этом время наибольшей подачи не должно превышать
времени реверса стола станка (десятые доли секунды).
В современных станках для периодической подачи суп-
Рис 9-8 Электр!

портов находят широкое применение
электромеханические устройства с приводом от отдельного асинхронною
двигателя, который автоматически включается is
соответствующий момент цикла, производит перемещение
суппорта и затем также автоматически выключается.
Пример такого устройства показан на рис. 9-8. Днн-
гатель Д через коробку передач КП приводит в движение
суппорт станка С, а через червячную передачу )
вращает валик 2, который песет несколько дисков 3 одного
диаметра, но имеющих различное число выступов
(шипов) '4. Расстояние между соседними выступами
каждого диска соответствует определенной подаче суппорта.
Количество дисков равно числу подач при данном
передаточном отношении коробки передач, которая обычно
имеет три ступени. Над дисками установлено
электромагнитное реле 5, которое может перемещаться вдоль
оси валика 2 с помощью каретки и реечной передачи (на
схеме не показаны). Нижняя часть якоря реле имеет
наконечник 6, а верхняя — замыкающие контакты 7. В
конце обратного хода стола cranha одновременно получают
питание двигатель подачи суппортов Д и реле 5, якорь
которого опускается. Начинается подача суппорта,
одновременно вращается валик 2 с дисками 3. Когда выступ
диска, находящегося под якорем, приподнимает
последний, контакты реле размыкаются, двигатель подачи
отключается от сети и быстро останавливается. Механизм
.подачи готов к следующему циклу.
Глава десятая
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
10-1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
Фрезерные станки предназначены для обработки
наружных и внутренних плоских и фасонных поверхностен,
прорезки прямых и винтовых канавок, нарезки резьб
наружных и внутренних, зубчатых колес и т. п.
Характерная особенность фрезерных станков—работа
вращающимися многолезвийными режущими инструментами —
фрезами. На рис. 10-1 показана схема фрезерования.
Главным движением vz является вращение фрезы 2,
движением подачи va — перемещение изделия 1. Каждое из
306

1
t
ста:кк 4omv:n CI1I3

лезвий фрезы снимает стружку в течение лишь доли
оборота фрезы, причем сечение стружки s непрерывно
меняется от нуля до наибольшей величины.
Фрезерные станки делятся на две основные группы
1) станки общего назначения, к которым относятся
горизонтальные, вертикальные и продольно-фрезерные
станки; 2) специализированные станки — зубофрезериые,
копировалыю-фрезерные и др.
Вертикально-фрезерный станок показан на рис. 10-2
Основные узлы станка: станина 1, в верхней части
которой расположена поворотная фрезерная головка 2,
консоль 5, несущая салазки 4, рабочий стол 3. Консоль
может передвигаться вверх и вниз по вертикальным
направляющим станины. По горизонтальным направляю-
. щим консоли перемещаются салазки 4, а по
направляющим салазок— рабочий стол. Таким образом, станок
имеет три взаимно перпендикулярных движения подачи,
осуществляемых через коробку подач 6 от встроенною
внутри нее асинхронного двигателя. Вращение фрезе
сообщается от двигателя 7 через коробку скоростей,
расположенную внутри станины. Вертикально-фрезерные
станки применяются главным образом для обработки
плоскостей торцевыми фрезами, а также для
фрезерования пазов, шпоночных канавок и т. п.
Горизонтально-фрезерные станки отличаются от
вертикально-фрезерных расположением шпинделя, ось
которого устанавливается горизонтально. Эти станки
применяются для обработки плоскостей цилиндрическими
фрезами, для прорезания канавок дисковыми фрезами, для
обработки линейных поверхностей фасонными фрезами
и т. п.
Обработка фрезерованием горизонтальных,
вертикальных и наклонных поверхностей крупногабаритных
тяжелых деталей производится на продольно-фрезерных
станках (рис. 10-3), по внешнему виду напоминающих
продольно-строгальные. На траверсе и стойках
располагаются шпиндельные бабки с цилиндрическими или
торцевыми фрезами, осуществляющие главное
(вращательное) движение в этих станках. Продольная подача
сообщается столу с деталью, вертикальная и поперечная —
инструменту. На продольно-фрезерных станках в
электромашиностроении обрабатывают опорные
поверхности лап и коробок выводов станин электрических
машин.

Копировально-фрезерные станки предназначены для
обработки пространственно сложных поверхностей
методом копирования по моделям. На этих станках
изготовляются рабочие колеса гидротурбин, ковочные и
вырубные штампы, линейные и прессовые формы и др
Обработка подобных изделий на универсальных станках
практически невозможна.
Рис 10-3. Двухстоечный продольно-фрезерный с
Наибольшее распространение получили
копировально-фрезерные станки с электрическим следящим
управлением—электрокопировальные фрезерные станки.
Примером может служить станок модели 6441Б
(рис. 10-4). По направляющим станины 1 передвигается
стол 2, на котором установлена стойка 3. На ее
передней плоскости 4 закрепляются модель и заготовка. По
неподвижной стойке 7 в вертикальном направлении может
двигаться траверса 8, несущая шпиндельную бабк> 9,
в корпусе которой находятся двигатель шпинделя,
коробка скоростей и шпиндель 11 с фрезой. Шпиндельная
бабка перемещается вдоль оси шпинделя по направляющим
траверсы. На кронштейне 6 шпиндельной бабьей
установлена копировальная головка 5—копировал ыю-
измерительный прибор. В переднюю стенку
шпиндельной бабки встроен пульт управления 10.

Станок имеет три движения подачи: горизонтальное—
перемещение стола, вертикальное—перемещение шпиц.
дельной бабки, поперечное — перемещение шпиндельной
бабки вдоль оси шпинделя. Обработка деталей прон.-шо-
[ьно-фрезерный станок модели С44Б.
дится пальцевыми
цилиндрическими или конусными
фрезами, торцевыми фрезами
и др.
Принцип обработки
копированием был рассмотрен и
§ 7-6 для токарных станкоп,
т.е. для случая двумерного
копирования. Обработка обь-
емных деталей на копироваль-
но-фрезерном станке
происходит строчками —
горизонтальными или вертикальными

(рис. 10-5). Модель / как бы разбивается на ряд
плоских профилей. Движение %» копировального пальца
2 вдоль такого профиля получается как сумма
движений ведущей подачи sD и следящей поперечной подачи
sc, т е. осуществляется двумерное копирование. После
прохода строчки совершается периодическая подача &п.
Далее следует изменение направления ведущей подачи,
образование новой строчки и т.д.
10-2. ТИПЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
Фрезерные станки относятся к группе станков с
главным вращательным движением. Диапазон
регулирования угловых скоростей шпинделя составляет от 20 : 1
до 60 : 1 при сохранении постоянства отдаваемой элек-
тродвт ателем мощности. Изменения угловой скорости
шпиндс я в процессе обработки, как правило, не
требуется, nojTOMy для фрезерных станков обычно применяется
ступенчатое регулирование скорости главного привода.
Особых требований в отношении пускового момента,
а также продолжительности пуска и торможения
привода не предъявляется.
Для приводов главного движения фрезерных
станков малых и средних размеров используются одно- или
многоскоростпые асинхронные короткозамкнутые
двигатели в сочетании с коробкой скоростей. Исполнение
двигателей обычно фланцевое. Привод подачи таких
станков в большинстве случаев осуществляется от главного
двигателя через многоступенчатую коробку подач. Об- «
щий диапазон регулирования подачи до B0—30) : 1.
В станках, на которых не производятся зуборезные
работы, для привода подачи целесообразно применять
отдельные электродвигатели, что значительно упрощает
конструкцию станка.
Главный привод тяжелых продольно-фрезерных
станков также выполняется от асинхронных двигателей с
механическим ступенчатым изменением угловой скорости
шпинделя. Для приводов подачи стола и фрезерных
головок таких станков, диапазон регулирования скорости
которых достигает значений D0-^60) : 1, применяются
двигатели постоянного тока, включаемые по системе
Г—Д с ЭМУ в качестве возбудителя. В настоящее
время для таких приводов используют систему ТП—Д.

Вспомогательные приводы фрезерных станков:
приводы насосов охлаждения, смазки и гидросистем,
быстрого перемещения фрезерных головок и поперечин >
продольно-фрезерных станков и других —осуществляю к я
от отдельных асинхронных электродвигателей.
10-3. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
Фрезерные станки общего назначения и зубофре:-» р
ные станки большей частью работают в продолжите..!,
ном режиме с постоянной нагрузкой. В этом случае vou-
ность двигателя определяется по рассчитанной, исхо; я
из технических показателей, наибольшей нагрузке, вгн-
можно'й для данного станка.
Нормативная скорость резания, м/мин, при
фрезеровании определяется по формуле
г
Г" JvtxvBk?
где Cv — коэффициент, зависящий от обрабатываемо! о
материала, типа фрезы (цилиндрическая, торцеи^ч
и т. д.) и вида обработки (черновая или чистовая); d
диаметр фрезы, мм; z — число зубьев фрезы; s — подач,'
на зуб фрезы, мм; t — глубина фрезерования (толщшы
слоя металла, снимаемого за один проход), мм; В —
ширина фрезерования, мм; Г —стойкость фрезы,
принимаемая обычно для цилиндрических, торцевых, дисковых и
фасонных фрез при обработке стали и ковкого чугуна
равной 180 мин, при обработке серого чугуна 240 мин
Усилие резания или окружное усилие при
фрезеровании, Н, рассчитывается по формуле
F2=9,8lCFlXFs"Fzdl. A0-2)
Значения показателей степени и коэффициентов и
уравнениях A0-1) и (Ю-2) берутся из справочника по
режимам резания. Подача для цилиндрических фрез при
черновом (грубом) фрезеровании на мощных станках
составляет s=0,02ч-0,6 мм на зуб. При чистовом
фрезеровании подача снижается до 0,02—0,08 мм на зуб.
Глубина фрезерования / может доходить до 15 мм.
При известных значениях усилия и скорости резания
мощность резания, кВт, можно определить по формуле
P2=/^/F0-103). (Ю-3)

Мощность на валу главного электродвигателя,
соответствующая мощности резания, определяется с учетом
потерь в механических передачах станка по формуле
где Рг,иом — наибольшая возможная (номинальная)
мощность резания;
■Пст.вом — КПД станка при номинальной нагрузке
(обычно составляет 0,75—0,8).
По найденному значению Рдв выбирается-двигатель
равной или несколько большей мощности на
соответствующую номинальную частоту вращения.
При механическом приводе подачи от главного
двигателя через коробку подач мощность этого двигателя
должна быть примерно на 5% больше мощности,
необходимой для цепи главного движения.
Машинное время, мин, за один проход фрезы при
циклическом фрезеровании определяется по формуле
где / — Длина фрезерования, мм; /о— длина врезания,
мм; у — перебег фрезы, мм; sM — минутная подача
(скорость подачи), мм/миц.
Длина врезания определяется по формуле
(Ю-6)
где / — глубина резания, мм; d — диаметр фрезы, мм.
Представляет собой интерес расчет мощности
двигателя подачи стола тяжелых продольно-фрезерных
станков, диапазон регулирования скорости рабочих подач
которых равен £>Раб= C0-^200) : 1, а быстрые перемещения
в 1,5—4,2 раза больше 1>раб.п. Кинематическая схема
привода стола оказывается наиболее простой при условии,
что весь диапазон подач (or минимальной рабочей, до
ускоренного перемещения) обеспечивается за счет
регулирования угловой скорости двигателя. При этом
мощность двигателя, кВт, в случае регулирования угловой
скорости только изменением Un определяется:
наибольшим тяговым усилием на столе FT,max, наибольшей
скоростью быстрого перемещения сб,пеР и потерями в
передаче OW. Расчетная формула имеет вид:

Технические данные основных моделей продольно-
фрезерных станков [17] показывают, что в диапазоне
рабочих подач требуется регулирование скорости при
Ft,пах, а при быстрых перемещениях стола требуемое -п
говос усилие уменьшается в 1,5—2 раза. Двигатель, вь-
бранный по A0-7), не используется по мощности во весу
диапаюне регулирования.
Д m наиболее полного использования
электропривода угловую скорость двигателя постоянного тока нсч,->-
висимого возбуждения в зоне рабочих подач следует i o
1улировать изменением L п. и при быстрых перемени щ-
ях — изменением ФиОзс, т. е. с.недует применять двухзон-
ное регулирование скорости привода.
Практически не всегда удается обеспечить совпадет с
необходимых диапазонов регулирования скорости
подачи стола с регулировочпьп и возможностями двшателс;-,
так как обычно /Зф|ДОП<ССпер стола и приходится
применять регулирование угловой скорости двигателя изго-
ненисм напряжения на якоре на том участке диапазон,'
регулирования, где FT<FT „Шх, т. е несколько завышать
установленную мощность двигателя.
Пример 10-1. Определить мощность двигателя и выбрать тирн-
сторныи преобразователь для привода подачи стола продольно
фрезерного станка Тяговое усилие на столе при рабочих подачих
/Что* 51Ъ00 Н, диапа.юн рабочих подач стола »„ m.n/i-ст ра.-
-23,5/950 мм/мин, тяговое усилие при быстром перемещении сто..,!
со скоростью го,,р-3000 мм/vhh равно /40,^=28300 II радиус
ia к двигателю р 1,33 мм/об, КПД neju-
ie значения мощности и частоты вращен;;»
в рас
^б.нер/Р = 3000/1,33 = 2255 об/м
В этом случае следует применись закрытый двигатель с cctc
венным охлаждением типа ПБСТ-63 Р„ом=П кВт, %„
= 2200 об/мин, {/„„„,=220 В, /НО„=54 A, fimnx = 3600 об/v.
Мном-47 Н-м.
При двухзонном регулировании скорости приводов с двигате.
ми новой серии 2ПБ, которые допускают изменение частоты вра::
ння ослабление ■ потока в диапазоне до C—3,5) . 1, расчетные :<i
чения мощности и частоты вращения при Офдоп=3. 1 будут раш

«дв,расч-1'ст.расч/р= 1000/1,33 = 751 об/мин,
где »ст рас, vo и, р/Оф.доп 3000/3= 1000 об/мин.
Выбираем двнгате.:ь типа 2ПБ 180 L Рвом-4 2 кВт, Un0K=
= 220 В, пи ы = 750 об/мин, /„„„=22,2 А, М„„м 53,3 Н-м, ппах =
=2500 об/мни. Для питания двигателя можно использовать
трехфазные реверсивные тиристорные преобразователи серии ЭТЗР для
первого двигателя —типа ЭТЗР 12 25/220 с трансформатором ТТ-25,
для второго-—типа ЭТЗР14-11/220 с трансформатором ТТ 14
10-4. ЭЛЕКТРОПРИВОД И СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНО-
ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА
Вертикально- и горизонтально-фрезерные станки
разных моделей имеют ряд однотипных узлов и сходные
схемы управления электроприводами. В качестве примера
рассмотрим электрооборудование
вертикально-фрезерного станка модели 654.
Шпиндель станка получает вращение от
асинхронного двигателя мощностью 13 кВт при 141 рад/с через
коробку скоростей, которая дает 18 ступеней угловой
скорости (от 2,5 до 125 рад/с). Переключение скоростей
производится вручную. Продольное и поперечное
перемещения стола (в диапазоне регулирования скоростей
подачи от 10 до 1000 мм/мин) и вертикальное
перемещение шпиндельной бабки (в диапазоне регулирования
от 4 до 400 мм/мин) осуществляются от двигателя
постоянного тока через коробк> подач при бесступенчатом
электрическом регулировании >гловой скорости в
диапазоне 10:1. Электромеханическое регулирование
скорости обеспечивает рабочие подачи и быстрые
перемещения стола и шпиндельной бабки станка. Изменение
направления движения осуществляется
электромагнитными муфтами, которые смонтированы внутри корпуса
коробки подач. Электромагнитные муфты обеспечивают
как независимое включение нсел грех перемещений, так
и их одновременное действие.
Электрическая схема управ тния электроприводами
станка, обеспечиваю! .ая наладочкын и рабочий режимы,
приведена на рис. 10-6 Направление вращения
шпинделя задается переключателем В/7. Пуск двигателя
шпинделя ДШ для продолжительной работы производится
нажатием кнопки КнП1, при этом включаются контактор
КШ и реле РП1. Для быстрой остановки двигателя
шпинделя следует нажать кнопку КнС1 и удерживать ее
в течение 1,5—2 с. При этом отключается контактор КШ
315

„ включается контактор КТ, обмотка статора присоеди-
t няется к выпрямителю Bnl и происходит динамическое
'торможение двигателя. С отпусканием кнопки КнС1
контактор КТ отключается, и схема приходит в исходное со-
кстояние.
Наладочный режим, предназначенный для проверки
правильности установки обрабатываемых изделий и
инструмента, а также для опробования отдельных узлов
"станка, может быть осуществлен кратковременным
нажатием кнопки Кн «Толчок». Двигатель ДШ в этом
случае будет работать в течение времени воздействия на
кнопку.
Для движений подач применен комплектный привод
типа ПМУ6М. Пуск двигателя подачи ДП производится
ажатием кнопки 1(нП2 и возможен только после вклю-
, чения привода шпинделя и автоматического
выключателя ВЛ2. Якорь двигателя ДП питается от трехфазного
силового магнитного усилителя МУ, рабочие обмотки wP
которого включены через диоды Д1—Д6. Угловая
скорость двигателя ДП регулируется от 15 до 150 рад/с
изменением напряжения, подводимого к якорю, и от 150
до 300 рад/с — ослаблением магнитного потока.
Напряжение управления Uy, поступающее на обмотки
управления it'у магнитного усилителя и определяющее угловую
скорость двигателя в рабочем диапазоне, равно алгеб-
'раическон сумме напряжении: задающего L'3,
снимаемого с регулятора — потенциометра PC, сигнала
отрицательной обратной связи по напряжению i/OlH на зажимах
якоря и сигнала положительной обратной связи по току
£/п,т, получаемого с помощью трансформатора тока ТТ и
. выпрямителя Вп2.
Ограничение тока якорной цепи при пуске двигателя
подачи выполняется с помощью реле РМ При
включении контактора /<77 по обмоткам управления wy
проходит ток /у, больший номинального тока управления
/у ном, магнитный усилитель «открывается» и пусковой
ток двигателя возрастает до /,,^2/ВоЫ; реле РМ
срабатывает и размыкающим контактом отключает задающее
напряжение с обмоток шу. При этом напряжение на
выходе магнитного усилителя снижается, а ток якоря
уменьшается до значения, при котором реле РМ
отключается и замыкает свой контакт. Обмотка wy вновь
подключается к напряжению U3, ток якоря двигателя
возрастает, РМ снова срабатывает и т. д. Таким образом,
317

реле РМ будет работать в вибрационном режиме до
окончания пуска двигателя ДП, когда 1„=1С.
Для выполнения быстрого установочного
перемещения стола или шпиндельной бабки станка необходиго
нажать кнопку 1{н «Быстро». При этом включается реле
РП2, и на обмотки шу независимо от положения
движка регулятора PC подается максимальное напряжение
Из,max. Двигатель разгоняется, и при угловой скорости,
близкой к номинальной, включается реле РН1, в цепь
обмотки возбуждения вводится добавочное сопротпи.'е-
ние, ток возбуждения уменьшается, и двигатель дорачго
няется до максимальной скорости C00 рад/с). Быстр! е
перемещение длится столько времени, сколько будет
находиться в нажатом состоянии кнопка Кн «Быстро».
Кроме главного двигателя ДШ и двигателя подачи
ДП станок имеет еще два небольших короткозамкнутых
двигателя (на схеме не показаны) для насосов сма жи
и охлаждения, а также узел схемы, посредством котор< -
го осуществляются переключения электромагнитных
муфт механизмов подачи стола и шпиндельной бабки.
Зашита двигателей шпинделя, насосов смазки и
охлаждения от длительных перегрузок осуществляется
тепловым реле — соответственно РТ1, РТС, РТО.
10-5. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
КОПИРОВАЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
Копировальные станки применяются для обработки
деталей с пространственно-сложными поверхностяги
(например, пресс-формы, штампы, кулачки для
различных станков, автоматов и т. п). Обработка деталей на
копировальных станках производится по заранее
заготовленным моделям или шаблонам. Корпус
копировального прибора жестко связан со шпиндельной бабкой.
В процессе копирования по поверхности модели
движется копировальный палец, форма которого должна точно
соответствовать режущему инструменту. Перемещения
копировального пальца передаются инструменту через
промежуточную систему управления. В связи с этиг
различают два вида копирования: 1) с
непосредственным механическим управлением и 2) со следящим
управлением [17].
В копировально-фрезерных станках широкое
применение нашли системы электрического копирования,
которые можно разделить на:
318

1) системы прерывистого релейного
управления с контактным копировально-измери-
тельным прибором (электроконтактной копировальной
головкой), который управляет з .сктромагнитными
муфтами подач. В качестве двигатсин подач используются
как асинхронные короткозамкпутые двигатели, так и
двигатели постоянного тока. Регулирование скорости по-
13 5-^
X 7-
ш
дач в первом случае чисто механическое ступенчатое, во
втором — комбинированное электромеханическое.
Принцип работы такого рода систем и устройство контактной
копировальной головки были рассмотрены в § 7-6 для
токарно-копировального станка Электрокопировальные
системы прерывистого управления благодаря их
простоте и надежности получили большое распространение в
копировальных устройствах, устанавливаемых на
универсальных фрезерных станках;
2) системы непрерывного управления с
бесконтактной индуктивной копировальной головкой и
бесступенчатым регулированием скорости подач. В
станках с таким управлением приводы подач выполнены от
двигателей постоянного тока, включенных по системе
ЭМУ-Д или ТП-Д.
319

На рис. 10-7,а схематически показано устройство
бесконтактной копировальной головки (КГ). Копирова i,-
ный палец 8 расположен на шпинделе 9, который сня.<ац
с корпусом головки шаровым шарниром 10. Шпипго. ь
через шарик // упирается во втулку 12, закрепленную и
рычаге 13. На конце рычага установлен якорь /, помег^п-
ный между сердечниками 2 и 3 дифференциального тр;и (-
форматора. Магнитная система этого трансформация
состоит из двух Ш-образных сердечников, на сре;пч х
стержнях которых уложены обмотки. Первичные обмен-
ки 4 и 7 соединены последовательно-согласно н
включены в сеть переменного тока (рис. 10-7,6). Вторич! i i
отмотки 5 и 6 включены последовательно-встречно, и
возникающие в них ЭДС направлены в противоположи к
стороны.
Когда нажатие на палец 8 такое, что якорь / пах<
дится в среднем положении, магнитные потоки в
сердечниках 2 и 3 будут одинаковы, ЭДС вторичных обмоток
равны, и напряжение на выходе отсутствует. Это состог
ние КГ отвечает случаю точного согласования положеш i
копировального пальца 8 и фрезы 14 (рис 10-7е).
При увеличении нажатия на палец, т.е. при появлс
нии рассогласования —б (рис. 10-7,г), якорь / nepevi-
щается к сердечнику 2, поток в котором возрастает, л
поток в сердечнике 3 уменьшается. При ослаблении ил-
жатия на палец, т.е. при рассогласовании +6 (рис. 10 7,
д), якорь / смещается ближе к сердечнику 3, что вызив<>
ет увеличение потока в этом сердечнике и уменьшен11
потока в сердечнике 2. Таким образом, на выходе
трансформатора появляется напряжение Uv, амплитуда и фи
за которого зависят от значения и знака
рассогласования б.
К станкам с непрерывным управлением относите;
копировально-фрезерный полуавтомат модели 64411)
(см. рис. 10-4), на котором производится обработка кик
объемных поверхностей, так и плоских контуров Koniipt
вание выполняется по моделям или шаблонам, выго
нешшм в масштабе 1:1 из металла, дерева, гипса п т и
^Принципиальная электрическая схема станка пргпе-
дена на рис 10-8. Шпиндель станка приводится во пр<>
щение от двуха-.оростного асинхронного двигателя ДИ!
мощностью 2,6 кВт при 1430/2850 об/мин. Частота
вращения шпинделя регулируется ступенчато
электромеханическим путем в диапазоне от 75 до 850 об/мин. Привод
320

•всех трех подач станка (горизонтальной, вертикальной
и поперечной) выполнен от отдельных регулируемых
двигателей постоянного тока (соответственно ДГП, ДВП
и ДПП) по системе ЭМУ-Д. Мощность каждого
двигателя подачи равна 0,37 кВт при 1000 об/мин. В качестве
генераторов для питания двигателей подач используются
|Лыю-фрезер"
два электромашииных усилителя поперечного поля ЭМУ1
и ЭМУ2 @,5 кВт, ПО В) и генератор постоянного тока
ГУ. Скорости подач регулируются плавно в диапазоне от
25 до 315 мм/мни.
• Рассмотрим работу системы управления при
обработке объемных изделий горизонтальными строчками.
Ведущую подачу su осуществляет двигатель ДГП,
подключенный к электромашинному усилителю ЭМУ2.
Следящая подача sc обеспечивается двигателем ДПП,
который подключен к электромашинному усилителю ЭМУ1,
периодическая подача sn — двигателем ДВП,
получающим питание от генератора ГУ.
Напряжение Uy с выхода трансформатора КГ (см.
рис. 10-7,6) подается на входной электронный усилитель

ВУ системы следящего управления двигателями под,>ч
Усилитель ВУ преобразует напряжение Uy в три
напряжения: U,=ki6 — пропорциональное значению н зпг-м
рассогласования; U2=k2cl6/dt — пропорциональное
скорости изменения рассогласования; Ua=k3 $ bdt — nponoj.
циональное интегралу по времени от рассогласонаиии.
Эти напряжения по каналам /—3 поступают на вход _\си-
лителя следящей подачи УСП.
В усилителе УСП все три напряжения суммируют и
результирующее напряжение подается на обмотки уирр.и-
ления 1-ОУ1 и 2-ОУ1 электромашинного усилителя ЭЛ1Д /,
которые включены встречно. Электродвижущая си а
ЭМУ1 будет изменяться по значению и по направлению и
зависимости от значения и знака выходного напряжен! я
УСП, и двигатель ДПП будет перемещать шпиндельную
бабку к изделию или от него, устраняя рассогласование.
Для управления ведущей подачей используются те
же три напряжения Uu U2 и U3, что и для следящей
подучи. С выхода усилителя ВУ они по каналам /'—3'
поступают в блок связи БС. В этот блок, кроме того, по капа, у
6 подается напряжение U3, которое определяет заданную
максимальную скорость подачи, выбираемую по
технологическим условиям обработки. От блока БС
результирующее напряжение по каналу 7 подводится к
электронному усилителю ведущей подачи УВП, выход которою
через реверсивный контактный мостик подключен к
обмотке управления ОУ2 электромашинного усилитечя
ЭМУ2. В процессе копирования в пределах
горизонтальной строчки угловая скорость двигателя ДГП, а
следовательно, и подача sD меняются только по значению,
сохраняя неизменным свое направление.
Узлы управления следящей и ведущей подачами
работают взаимосвязанно. При изменении скорости
следящей подати скорость ведущей подачи изменяется так,
чтобы результирующая скорость движения вдоль
профиля сохранялась неизменной и равной заданной.
Использование в системе кроме управления в
функции рассогласования еще управления по скорости
изменения рассогласования (дифференциального управления)
и управления в функции времени рассогласования (i.'i-
тегрального управления) позволяет системе быстрее
реагировать на всякое изменение наклона профиля
шаблона. Такой способ управления значительно повышает
точность и качество обработки.

В конце прохода горизонтальной строчки от упора
срабатывает путевой переключатель (на схеме не
показан), отключается двигатель ведущей подачи ДГП
посредством отключения реле РВ (РН), включается
двигатель вертикальной подачи ДВП (замыкается контакт
КЛ), и совершается периодическая подача sn. Ее
значение устанавливается специальным реле времени,
контролирующим продолжительность включения двигателя
ДВП. После отработки периодической подачи опять
включается посредством реле РН (РВ) — ведущая
подача, но уже в противоположном направлении и т.д.
Для работы вертикальными строчками с
периодической горизонтальной подачей в схеме управления станка
предварительно производятся соответствующие
переключения: двигатель ДВП присоединяется к
электромашинному усилителю ЭМУ2, а двигатель ДГП — к генератору
ГУ. При отработке плоских контуров по шаблону
следящая и ведущая подачи осуществляются двигателями
ДГП и ДВП, подключаемыми к электромашинным
усилителям.
Глава одиннадцатая
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ШЛИФОВАЛЬНЫХ
CTAKKQB
11-1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
\ Шлифовальные станки применяются для чистовой
обработки деталей шлифовальными абразивными
кругами, снимающими с поверхности детали тонкий слой
металла. На шлифовальных станках можно обрабатывать
плоские, цилиндрические наружные и внутренние
поверхности, шлифовать зубья шестерен, затачивать различные
инструменты и т.д. Шлифовальные станки получили
широкое распространение во всех отраслях
промышленности в качестве станков общего и специального
назначения.
Станки общего назначения делятся на следующие
основные типы: а) круглошлифовальные; б) внутришли-
фовальные; в) плоскошлифовальные; г) бесцентровые
кругло- и впутришлифовальные. Специализированные
шлифовальные станки предназначаются для получения
21* 323

' Рис. 11-1. Общий вид круглошлифовального станка модели 3151.

весьма-чистых (гладких) поверхностей — доводочные,
ртделочные станки и другие, либо для выполнения
определенных операции над различными деталями —
резьбошлифовальные, шлицешлифовальные и др.
С внедрением в практику новых методов получения
заготовок с малыми припусками (ковка в штампах,
литье в формы под давлением и др.) появилась
возможность обрабатывать такие заготовки сразу шлифованием,
минуя обработку на других металлорежущих станках.
Поэтому шлифовальные станки со временем могут
оказаться преобладающими среди других металлорежущих
станков.
Круглошлифовальные станка предназначены для
шлифования цилиндрических поверхностен тел
вращения, пологих конических и торцевых поверхностей. В
электромашиностроении на таких станках шлифуют валы
электродвигателей. На рис. 11-1 изображен круглошлн-
фовальный станок, основными узлами которого
являются: станина /; рабочий стол 2 с размещенными на нем
передней 3 и задней 5 бабками; шлифовальная бабка 4,
на шпинделе которой закрепляется шлифовальный круг
6. Обрабатываемая деталь устанавливается в центрах
задней и передней бабки и закрепляется в патроне перед-
ней бабки. Патрон получает вращение от
электродвигателя через плоскоременпую передачу. Шлифовальный
круг приводится во вращение от главного двигателя 7
через клпноременную передачу.
На рис. 11-2.G изображена схема процесса наружного
шлифования на круглошлифовальном станке.
Шлифовальный круг 2 и обрабатываемая деталь / вращаются
в разные стороны. Вращение детали создает круговую
подачу vt,, вращение шлифовального круга — главное
движение — скорость резания vu. Для обработки детали
по длине, если она превышает ширину круга, стол станка
с установленной па нем деталью совершает возвратно-
поступательное движение (создает продольную подачу
s,). Шлнфовальпы". круг совершает поперечное
периодическое перемещение относительно детали — поперечную
подачу S2 (подачу на глубину резания).
В тяжелых круглошлифовальных станках при
больших размерах обрабатываемых деталей продольное
перемещение совершает шлифовальная бабка с кругом, а
стол с деталью, закрепленной в передней и задней
бабках, остается неподвижным.

Внутришлифовальные станки предназначены для ц
фовапия внутренних цилиндрических, конических ь
гих поверхностен тел вращения (рис. 11-2,6). Обычт
таких станков обрабатываемая деталь вращается вся
оси шлифуемого отверстия, осуществляя круговую i с
чу 1'„. Шлифовальный круг вращается вокруг своеь i
Рис 11-2 Схемы движении
создавая скорость резания vK. Продольная подача Si по«
лучается за счет возвратно-поступательного движения
шлифовального круга или детали Поперечная подача s2
производится путем периодического поперечного
перемещения шлифовальной бабки в конце каждого прохода
ноаерхности обрабатываемой детали.
NПлоскошлифовальные станки предназначаются для
обработки наружных поверхностей плоских деталей. По
форме стола, на котором закрепляются шлифуемые
изделия, эти станки подразделяются на стайки с
прямоугольным и круглым столами, а по расположению
шлифовального круга — иа станки с горизонтальным и
вертикальным шпинделем.
На рис. 11-3 показан общий вид плоскошлифовалыю-
го станка с прямоугольным столом. Его основные узлы!
326

станина 1, стойка 2, шлифовальная бабка 3, рабочий стол
4. Дисковый абразивный круг 5 укрепляется на конце
шпинделя шлифовальной бабки. Шлифуемая деталь в
зависимости от ее формы, размера и материала
закрепляется непосредственно на столе станка, либо па
специальной магнитной плите, устанавливаемой па столе.
[рЯМО^ГОЛЬНЫМ
В плоскошлифовальных станках, кроме главного
движения— вращения круга, различают следующие виды
движений:
а) Б стайках с прямоугольным столом и при
обработке деталей перифериен круга (см. рис. 11-2,в) стол сде-
талыо совершает возвратно-поступательное движение
подачи va, шлифовальная бабка (или стол)-^
периодическое перемещение Si на величину, несколько меньшую
ширины круга, после каждого хода стола, а круг
получает вертикальное перемещение — подачу S2 на глубину
резания — после очередной обработки всей плоскости
ШЛП1
327

б) В станках с круглым столом при обработке дета-
лей торцом круга (см. рис. 11-2, г) столу сообщается
движение круговой подачи wK, а кругу —вертикальное
периодическое перемещение So.
11-2. ТИПЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Шлифовальные станки относятся к точным станкам,
поэтому конструкции их отдельных узлов и
кинематические передачи должны быть максимально просты, чго
достигается широким применением индивидуального
привода. В шлифовальных станках различают
следующие виды электроприводов: главный привод (вращепсе
шлифовального круга), привод вращения изделия,
привод подачи, вспомогательные приводы и специальные
электромеханические устройства.
В шлифовальных станках малых и средних размеров
при мощности главного привода до 10 кВт
вращение круга обычно осуществляется от одпоскорост-
иых асинхронных короткозамкнутых двигателей Па
круглошлифовальных станках при значительных
размерах шлифовальных кругов (диаметр до 1000 мм,
ширина до 700 мм), применяют понижающие ременные перс-
дачи от двигателя к шпинделю и электрическое
торможение привода для уменьшения времени остановки.
На внутришлифовальных станках обработка ведется
кругами небольших размеров, поэтому в них применяют
ускоряющие передачи от двигателя к шпинделю или
используют специальные высокоскоростные асинхронные
двигатели, встраиваемые в корпус шлифовальной бабки,
Устройство, в котором короткозамкнутый двигатель и
шлифовальный шпиндель конструктивно объединены и
один узел, называют электрошпинделем.
Частоты вращения таких двигателей 24 000—48 000 об/мин, а
при малых диаметрах шлифовальных кругов (до 5—7 мм)
доходят до 150 000—250 000 об/мин.
Статор двигателя электрошпинделя (рис. 11-4)
набирается из листов электротехнической стали, в его пазях
располагается двухполюсная обмотка, а ротор
выполняется типа беличьей клетки либо в виде массивного
стального цилиндра. Двигатели электрошппиделей питаются
от специальных индукционных генераторов повышенной
частоты типа ГИС (fr=300-f-2000 Гц) пли от статнчеекгх
преобразователей частоты па тиристорах.
328

При работе шлифовальный круг постепенно
изнашивается и диаметр его DH уменьшается, что вызывает
уменьшения скорости резания, так как vK=nDKnJF0X
ХЮОО), м/с. Для получения хорошего качества
шлифуемой поверхности и повышения производительности
станка необходимо поддерживать скорость резания при из»
Ш-24/2,2 гориз
>льного испол»
носе круга постоянной. С этой целью в крупных
шлифовальных станках устанавливают двигатели постоянного
тока с независимым возбуждением, угловая скорость
которых регулируется изменением потока возбуждения в
диапазоне B-ьЗ) : 1. Питание таких двигателей
осуществляется от полупроводниковых выпрямителей.
Для вращения обрабатываемого изделия на внутри-
шлифовальных станках применяют асинхронные коротко-
замкнутые двигатели одно- или многоскоростные. На
тяжелых круглошлифовальных станках привод вращения
изделия выполняется по системе Г—Д е диапазоном
регулирования скорости от (8-f-10) : 1 до B04-25) : 1 и
более. Получили распространение приводы с тиристорны-
ми преобразователями переменного тока в постоянный, а
также приводы с магнитными усилителями типа ПМУ на
мощности 0,1—8 кВт. Особенностью нагрузки привода
вращения изделия таких станков является большой мо*
мент сопротивления при пуске (до 2Миом)-
Подача (возвратно-поступательное движение стола,
продольное и поперечное перемещение шлифовальной
бабки) на шлифовальных станках небольших размеров
производится от гидропривода. Приводы подач тяжелых
плоско- и круглошлифовальных станков выполняются от

двигателя постоянного тока по системе ЭМУ д,
ПМУ—Д или ТП—Д с диапазоном регулирования до
D0н-5С): 1. Иногда для приводов продольных подач гс-
пользуют ыиоюскоростиые асинхронные двигать ли с
многоступенчато . коробкой подач. Однако такой привод
применяют редко, так как он не дает возможности
плавного регулирования н не обеспечивает постоянства <я-
дапноп скорости (допустимая погрешность до 5%). Д я
вращения круглого стола плоскошлифовальпых стапкои
;асто применяют асинхронные короткозамкпутые двпга-
ш.
Для вспомогательных приводов шлифовальных стаь-
:ов (приводы насосов смазки и охлаждения, насосов
1дропрнвода, быстрого перемещения шлифовальной баи-
II и др.) также применяются асинхронные короткозагк-
путые двигатели.
11-3. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ГЛАВНОГО ПРИВОДА
ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Во всех шлифовальных станках главным движение
является вращение шлифовального крута. Скорость рс-
запня Гц определяется окружной скоростью крута и
обычно лежит в пределах от 30 до 50 м/с, но в некоторых
случаях достигает 75 м/с. Толщина снимаемого смоя
металла при таких скоростях резания незначительна.
Мощность резания, кВт, определяется по
формула -\ :
при шлифовании периферией круга
при шлифовании торцом круга
Рг = Ср К l* B*' AЬ2)
где СР — коэффициент, характеризующий материал ш-
делпя и твердость круга; vn — окружная скорость дегя-
лн или скорость движения сгола, м/мии; / — глубш.л
шлифования, мм; S| — подача в направлении оси
шлифовального круга (продольная пли поперечная) в
миллиметрах на один оборот детали или в долях ширины
круга па один двойной ход стола (см. рис. 11-2); d —
диаметр шлифования, мм; В — ширина
шлифования, мм.
330

Значения коэффициентов и показателей степени в
формулах A1-1) и (П-2) приводятся с технологических
справочниках. Скорость г.1,,, глубину шлифования / и
продольную подачу s, выбирают в зависимости от вида
шлифования.
После определения мощности резания при черновом
Рг1 и чистовом Р-г2 шлифовании и расчета
соответствующего машинного времени /м1 и /М2 для обоих видов
обработки подсчитывают вспомогательное время 1/0 " с
учетом потерь в передачах строят нагрузочную
диаграмму шлифовального станка. Затем определяют
эквивалентную мощность двигателя но формуле, кВт:
Номинальную мощность двигателя, работающего
продолжительном режиме, выбирают по каталогу и
условия Рном^Рос на частоту вращения /г„ом
60//>
11-4. СПЕЦИАЛЬНОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ШЛИФОВАЛЬНЫХ
СТАНКОВ
На плоскошлифовальных станках для быстрого и
надежного закрепления обрабатываемых деталей из стали
и чугуна нашли широкое применение
электромагнитные плиты, и вращающиеся
электромагнитные столы. Удержание деталей на таких
плитах и столах в процессе обработки производится
силами магнитного поля, создаваемого чаще всего с
помощью электромагнитов. Удельное тяговое усилие у
современных электромагнитных плит составляет обычно
20—1 ЗОН/см2.
На рис. 11-5 схематически показано устройство
электромагнитной плиты для плоскошлпфовалыюго станка с
прямоугольным столом. На плите / из малоуглеродистой
стали располагаются сердечники 2 с надетыми на них
катушками 3, которые соединяются последовательно и
подключаются к источнику постоянного тока. Плита /
помещается в коробчатый корпус 4 из диамагнитного
материала. Этот корпус закрепляется па столе станка.
Сверху в корпус вставляется вторая стальная плита 5,
имеющая поперечные вырезы с немагнитными (напри-

мер, латунными) прокладками 6. Если на такую плщ>
установить деталь 7 и пропустить ток через катушки, то
возникающее магнитное поле будет надежно прнтягг-
вать шлифуемые изделия к плите. Перед снятием
обработанных деталей с плиты катушки электромагнит d
отключаются от источника питания и замыкаются nd
_\_
1Z О
л \
Рис. 11-5. Электрона
разрядное сопротивление, магнитное поле исчезает, и
детали освобождаются
Плоскошлифовальные станки с круглым столом
обычно выполняются в виде полуавтоматов или автоматов с
непрерывной обработкой изделии, закрепляемых на
вещающемся электромагнитном столе. На рис. 11-6
показана схема устройства такого стола с непрерывной по
дачей и снятием изделий. Во вращающейся части 2
электромагнитного стола, выполненной из магнито-мя
кой стали, сделаны прорези 3 в радиальных паправ.
ниях и выточки 4 по окружности, заполненные проклл
ками из латуни. В пеподвнжноР части / стола устапа
ливается семь электромагнитов 6. Шесть из ш
расположены в зоне шлифования для закрепления обр,
батываемых изделий 8, проходящих под кругом 5,

седьмой размещен в зоне съема деталей и создает
магнитный поток противоположного направления.
Обработанные детали размагничиваются и легко отделяются от
стола при помощи съемных щитков 7.
По условиям техники безопасности, а также во
избежание порчи изделий в схемах управления станками с
электромагнитным столом должны быть предусмотрены
Выход
■ромагиитный стол с
блокировки, обеспечивающие отключение и быструю
остановку шлифовального круга при обрыве питания
катушек электромагнитов. Электромагнитные плиты
питаются постоянным током напряжением 24, 48, ПО и
220 В от полупроводниковых выпрямителей. Мощность,
потребляемая катушками плиты, составляет обычно
100—300 Вт.
Детали, снятые с электромагнитных плит или столов,
сохраняют остаточный магнетизм, что нежелательно.
Для размагничивания таких деталей применяют
специальные устройства —д ем а гни т из а торы. На рис.
11-7, а схематически показано устройство демагнитиза-
тора для одиночных деталей. Л1агнитопровод 1
набирается из листовой стали. Полюсные башмаки 2
выполняются из магнитно-мягкой стали и разделяются
немагнитной прокладкой 3. Катушки 4 включаются в
сеть переменного тока 50 Гц. Деталь кладется на
полюсные башмаки, несколько раз перемещается взад и

вперед и под действием переменною магнитного поля
размагничивается.
В плоскошлифовальных полуавтоматах, на которых
обрабатываются детали массового производства
(например, кольца шарикоподшипников), применяется демаг-
нитизатор, схема которого дана на рис. 11-7,6. По
наклонному лотку /, выполненному из немагнитного
материала, детали 3 перемещаются сверху вниз внутри
катушки 2, питаемой переменным током промышленной
частоты и размагничиваются.
На прецизионных шлифовальных станках
используют закрепляющие плиты с постоянными магнитами
(магнитные плиты). Они не требуют источника
питания, имеют продолжительны й срок службы, более
надежны в эксплуатации, так л<ак на них исключается
воможность срыва деталей с поверхности плиты в
случае прекращения электролит ания. Плита имеет корпус,
внутри которого расположен пакет, набранный из
постоянных магнитов, изготовленных из специальных
сплавов и имеющих форму пластин. Магниты отделены
прокладками из немагнитного материала. Пакет стянут
латунными болтами. Деталь, из ферромагнитного
материала, положенная на плнту, притягивается
находящимися под ней магнитами. .Для съема детали с плиты
пакет сдвигают с помощью эксцентрика (вручную). При
новом положении полюсов и х магнитные потоки
замыкаются, минуя деталь, и ее м ожно легко снять. Средняя
сила тяги плит составляет 60—70 Н/см2.
Для повышения производительности и обеспечения
высокой точности современ ные шлифовальные станки
334

всех типов снабжаются устройствами активного
контроля— измерительными устройствами для
автоматического контроля размеров
шлифуемых деталей в процессе их обработки и подачи
соответствующих команд в систему управления станком. По
достижении требуемого размера детали станок
автоматически отключается. Рабочий не останавливает станок
А о
т
up
Рис. 11-8. Механические устройства для контроля размеров при
шлифовании.
для проверки размеров обрабатываемого изделия. Он
только снимает готовую деталь, устанавливает новую
заготовку и пускает станок. В этом случае рабочий
может следить за работой нескольких станков, что дает
увеличение производительности труда, уменьшает
возможность брака и облегчает обслуживание станков.
Простейшим измерительным устройством для
автоматического контроля размеров деталей в процессе
обработки на внутришлнфовальных станках является про-
335

бочный калибр / (рис. 11-8,а), который периодически
подводится к обрабатываемой детали 2 (после каждого
двойного хода шлифовального круга 3). Когда диаметр
шлифуемого изделия достигнет заданного значения,
калибр войдет в отверстие. При этом замыкаются
контакты электрической цепи и подается команда на отвод
шлифовальной бабки в исходное положение и остановку
шпинделя станка. Обычно калибр состоит из двух
пробок .разного диаметра: меньшая входит в шлифуемое
отверстие после окончания черновой обработки, а
большая — после чистовой обработки. Это позволяет
осуществлять автоматический переход с чернового
шлифования на чистовое и отключать привод при достижении
заданного размера.
На плоскошлифовальпых станках с Непрерывной
загрузкой деталей применяются электроконтактные
измерительные устройства для автоматической подпалад-
ки станка (рис. 11-8,6). Обработанные детали 9,
закрепленные на магнитном столе станка 10, после выхода
из-под шлифовального круга измеряются по высоте.
Если вследствие износа круга высота изделия оказалась
больше допустимой, детали 9 задевают за наконечник 5,
закрепленный в лапе 4. При этом рычаги 1 и 2
проворачиваются вокруг оси 0, замыкаются контакты 6 и 7, и
включается электромагнит подачи шлифовальной бабки.
Круг опускается и дополнительно обработанные после
этого летали не будут задевать наконечник 5. Пружина
8 прижмет рычаг 2 к упору 3, контакты 6 н 7
разомкнутся и отключат электромагнит подачи шлифовальной
бабки.
Электроконтактные датчики
(измерительные головки) широко применяются на других"
шлифовальных станках для контроля размеров деталей. На
рис. 11-9,а схематически показана конструкция одной
из таких измерительных головок. Внутри корпуса /,
устанавливаемого на шлифовальной бабке станка,
смонтирован шток 2, который может перемещаться
вертикально во втулках 5. На штоке закреплен хомутик 10.
Шток заканчивается наконечником S с алмазным или
твердосплавным зерном. Во время обработки изделия
алмазное зерно опирается на шлифуемую поверхность
и прижимается к ней пружиной 6. При уменьшении
размера детали вследствие снятая припуска шток
опускается вниз, и хомутик 10 нажимает на упор контактного

рычага 7, который связан с корпусом (эта часть
корпуса изготовлена из электроизоляционного материала)
плоской пружиной 4 и витой пружиной //. Верхний
конец контактного рычага отклоняется вправо и отходит
'от контактного винта 8. При дальнейшем уменьшении
размера детали нижний конец рычага замыкается с
контактным винтом 9. Последовательное срабатывание
F-A-
R1
\9U
"J
i
I
i
j
<
X
ПТ1
п
пгг г-
РП1
-ГЬ
LJ
Д1
RZ
R4-
дг
рпг
П
Рис 11-9, Электроконта!'
е измерительное устройство.
контактов позволяет осуществить автоматический
переход с чернового шлифовании на чистовое и последующий
Отвод круга. При установке повой детали шток
поднимается и рычаг 7 под действием пружины //
прижимается к верхнему контактному винту 8. Настройка
контактных винтов 8 п 9 производится маховичками М8 п
М9 Д
М9, па которых имеют
зуального наблюдени
детали в отверстие 12
который будет воздейс
Для того чтобы кон
д
шкалы с делениями. Для
виза размером обрабатываемой
ожно установить индикатор, на
ть верхний конец штока 2.
акты датчика не подгорали, они
р
включены в базовые цепи полупроводникового
переключателя, который управляет работой промежуточных
реле РП1 и РП2 (рис. 11-9,6). Когда контакт 8
измерительного устройства замкнут, то транзистор /77/
закрыт, так как па его базу подается положительный
22—612
337

потенциал. Транзистор ПТ2, па базу которого через
делитель напряжения на резисторах R3—R4 подается
отрицательный потенциал, открыт, и реле РП2 включено.
По окончании черновою шлифования контакт 8
датчика КД размыкается, транзистор /777 открывается и
реле РП1 срабатывает, что вызывает переход с черьоиои
подачи на чистовую. После окончания чистового
шлифования замыкается контакт 9, транзистор ПТ2
закрывается, реле РП2 отключается и в схему управления
поступает команда на отвод круга. Диоды Д1 и Д2 служат
для защиты транзисторов ПТ1 и ПТ2 от импульсов
напряжения, возникающих при отключении катушек pe.ie
РП1 и РП2.
11-5. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОШПИНДЕЛЯМИ С ПОМОЩЬЮ
СТАТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ
Наиболее целесообразным способом регулирования
угловой скорости асинхронного двигателя является
частотное управление, осуществляемое изменением частоты
f\ и напряжения U\, питающего двигатель. Этот способ
позволяет обеспечить требуемый для внутришлифоваль-
ных станков диапазон пла'вного регулирования частоты
вращения шпинделя до B-М) : 1 при сравнительно
малых потерях в двигателе. По конструктивным
соображениям современные электрошпиндели (ЭШ)
допускают регулирование частоты вращения только вниз от
поминального значения. Для сохранения критического
момента, снижающегося при значительном уменьшении
частоты fi в связи с возрастанием падения напряжения
в активном сопротивлении статора двигателя, нужно по
мере снижения частоты уменьшать напряжение U\ в
меньшей степени, чем снизилась частота.
Для компенсации износа круга на внутришлнфо-
вальных станках требуется регулирование угловой
скорости при неизменной мощности. С увеличением
диаметра шлифуемых отверстий увеличивается и £>Шл,ьр, и
для сохранения скорости резания приходится снижать
частоту вращения ЭШ, а требуемый момент при этом
возрастает. Все это вынуждает завышать установленную
мощность двигателя. Выбор мощности ЭШ при
регулируемом приводе определяется мощностью шлифования
Лил и диапазоном регулирования частоты вращения
338

P=niiOJtirmn- Номинальная мощность ЭШ для
продолжительного режима будет равна
Мощность ЭШ для нерегулируемого привода
выбирают по режиму черновой обработки, который
характеризуется наибольшими усилиями резания. При этом
возможна кратковременная перегрузка ЭШ, вызванная
Рис И 10 Асинхронный регулируемый электропривод с вет
преобразователем частоты
о —структурная схема; б —принципиальная схема однофазного авт
инвертора; в —диаграмма изменения iOisa н напряжения в нагрузке
изменением мощности Ршл на 20—30% из-за колебаний
припуска у различных дета'лей на черновую обработку.
Развитие силовой полупроводниковой техники
привело к созданию статических преобразователей частоты
(СПЧ), которые позволяют получать требуемое
соотношение между напряжением и частотой питания ЭШ.
Наиболее рациональным типом СПЧ для управления
высокоскоростными асинхронными двигателями
является тнристорнын преобразователь частоты с
промежуточным звеном постоянного Toifa. На рис. 11-10, а
приведена структурная схема асинхронного регулируемого
электропривода с вентильным преобразователем
частоты. Преобразователь состоит из трех основных узлов:

тиристорного преобразователя 777, осуществляющие»
преобразование переменного тока с напряжением UL ц
частотой /с в постоянный ток при регулируемом
напряжении Ud=\ar; автономного инвертора АИ, преобраз\-
ющего напряжение Ua в трехфазное переменное паьря^
женнс И\ регулируемой частоты f\\ схемы управления
СУ, состоящей из блоков управления выпрямителем Ы /]
и инвертором БУИ, и блока задания частоты вращен] я
двигателя БЗС.
Рассмотрим принцип действия АИ на примере од; <,
фазного инвертора, схема которого представлена па
рис. 11-10,6. Тиристоры TI—T4 служат ключами, го-
средством которых сопротивление нагрузки ZH с рал oi;
полярностью подключается к напряжению Ua. Тирпсто
ры включаются схемой управления попарно G7, Т4
Т2, ТЗ) с требуемой частотой fy=var. При этом на i а
грузке появляется переменное напряжение ин прямо
угольной формы с амплитудой, равной Ud.
Закрывание тиристоров осуществляется посредством
коммутирующих конденсаторов С1, С2 (процесс закры
вания одних тиристоров и открывания других называе.-
ся коммутацией). Когда включены тиристоры 77 и 7
то конденсаторы С/, С2 заряжаются до напряжения
источника с полярностью, указанной на рисунке. Пр
включении тиристоров Т2, ТЗ конденсаторы Cl, C2 раз
ряжаются соответственно через тиристоры 77, Т2 и T,L
Т4. Ток в тиристорах 77 и Т4 уменьшается, и когда оа
будет равен нулю, последние закроются, и к нагрузке
будет приложено напряжение обратной полярности чс
рез открытые тиристоры Т2, ТЗ.
Таким образом, тиристоры инвертора осуществляю;
периодическое переключение постоянного напряжения
Ud выпрямителя на нагрузку ZH, к которой прпнудп
тельно прикладываются импульсы переменного
напряжения прямоугольной формы (рпс. 11-10, е), основная
гармоническая которых составляет выходное
напряжение Uu поступающее на пагрузку. Частота /i этого
напряжения равна частоте fu выходных импульсов, выраба
тываемых блоком управления инвертором и подаваемы
на управляющие электроды тиристоров 77, Т4 и Т2, TS
для открывания их в нужной последовательности.
Диоды Д1 — Д4 отделяют коммутирующие копдеь-
саторы С/, С2 от нагрузки, не допуская их разряда нл
нее. Диоды Д5 — Д8 образуют так называемый «об-

ратный» мост, через который пропускается реактивный
ток нагрузки в те моменты времени, когда знаки тока £н
и напряжения и« не совпадают. Например, если были
открыты тиристоры 77, Т4 и ток в нагрузке проходил в
направлении, показанном на рис. 11-10,6 стрелкой, то
под действием ЭДС самоиндукции после закрывания 77,
Т4 и открывания Т2, ТЗ ток нагрузки сохраняя свое на-
Рис 11-11 Припшшиг
разователя частоты.
ьная схема силовой части трехфазного преоб-
правленнс, будут проходить по цепи Д6->-С0-*-Д7 до
момента перехода его через пуль (рис. 11-10,б).
Конденсатор Со является приемником реактивной энергии.
Дроссели L1 и L2 служат для ограничения тока
разряда конденсаторов С/ и С2 в моменты коммутации
тиристоров но цепи через обратный мост, минуя
закрываемый тиристор. Так, при выключении тиристоров 77 .1
Т4 конденсатор С1 дополнительно разряжается по цепи
Д1-+Д5-+11-+Т2 и по цепи Д1-^1)Г^Д6~>Ы-^Т2, а
конденсатор С2—по цепи ТЗ-*-1*2-*'Д8^>'Д.4 и по цепи
ТЗ-*-12-+Д7-+2к-+Д4. Если исключить из схемы
дроссели L1 и L2, то коммутация тиристоров в этом
инверторе станет нсво шожнон.
На рис. 11-11 приведена принципиальная схема
трехфазного преобразователя частоты. Силовая часть СПЧ
состоит из однофазного управляемого выпрямителя,
выполненного но двухполуперподноп несимметричной мос-
341

товой схеме с LC-фильтром (£ф и Со). Напряжение i j
выходе выпрямителя регулируется изменением утл i i,
крывания тиристоров 77 и Т8. Коммутация тире к.
ров — естественная, т.е. закрывание тиристора пр
исходит в момент прохождения анодного напряжения
через нуль. Автономный инвертор состоит: из uiuui
тиристоров 77— Т6, последовательно с которыми вк.-щ-
чены шесть силовых диодов Д1 — Д6, отделяющих
коммутирующие конденсаторы Ск-от нагрузки; шести
неуправляемых вентилей Д10 — Д15, включенных по/|е\-
фазной мостовой схеме и образующих мост обрати го
тока; шести конденсаторов Ск и шести катушек
индуктивности LK, образующих цепи гашения тиристоров, i
выходного -трехфазного автотрансформатора AT, ире i-
назначенного для получения нужного уровня выходного
напряжения. Нагрузкой инвертора является асинхро! -
ный двигатель Д.
Принцип действия данного СПЧ такой же, как п
рассмотренного однофазного. Особенностью
трехфазного инвертора является то, что одновременно открыл
лишь два тиристора G7, Т6; 77, Т2; Т2, ТЗ; ТЗ, 77;
Т4, Т5; Т5, Т1...). Порядок включения тиристоров соот
ветствует их номерам. Обмотки статора двигателя ,/
целесообразно соединять в треугольник, что позволяет
повысить надежность инвертора за счет снижения
требуемого выходного напряжения. Гашение открытого
тиристора осуществляется током обратного направления,
создаваемого колебательным перезарядом
конденсаторов Ск через дроссели LK и проходящего через
закрываемый и открываемый тиристоры, и обратным
напряжением при прохождении тока перезаряда после
закрывания тиристора через отсекающий диод (Д1 — Д6) и
диод обратного моста, подключенных параллельно
закрываемому тиристору.
Напряжение па выходе СПЧ регулируется
изменением напряжения Ud на входе инвертора, а регулирование
частоты — изменением частоты управляющих импульсов
Uим, подаваемых на тиристоры от схемы управления
инвертором.
Номинальные данные одного из таких СПЧ:
максимальная частота выходного напряжения fmaje=2500 Гц,
что соответствует частоте вращения По= 150000 об/ьшн,
двухполюсного ЭШ. Напряжение на выходе СПЧ,
соответствующее fmax, равно £/т(«=220/127 В. Диапазон

регулирования скорости D«3: I A50 000—48000об/мин),
номинальная выходная мощность преобразователя
ЗкВ-А.
В тех случаях, когда не предъявляется высоких
требований к жесткости механических характеристик,
поддержанию перегрузочной способности ЭШ и к
качеству переходных процессов электропривода, а
регулирование скорости осуществляется в пределах A,5-^2) : 1,
применяют разомкнутые системы управления ЭШ. При
диапазоне плавного регулирования скорости, большем
B-ьЗ) : 1, необходимо использовать замкнутые системы
автоматического управления для получения
соответствующих характеристик ы=}(М) и необходимой
перегрузочной способности ЭШ в зоне низких частот
вращения.
Преобразователь частоты на тиристорах обладает
высокими энергетическими показателями, прост в
управлении и имеет сравнительно малые габариты.
11-6. ЭЛЕКТРОПРИВОД И СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ
КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНОГО СТАНКА
В средних и крупных круглошлифовальпых станках
система электрического управления сочетается с
гидравлической. Примером может служить круглошлифоваль-
ный станок модели ЗА 161. Этот станок предназначен
для наружного шлифования цилиндрических
поверхностей изделий длиной до 1000 мм и диаметром до 280 мм;
наибольший диаметр шлифовального круга 600 мм.
На рис. 11-12 приведена схема управления
электроприводами станка. Привод шлифовального круга
осуществляется от асинхронного короткозамкпутого
двигателя ДШ мощностью 7 кВт при 98 рад/с. Путем смены
шкивов клипоремеппои передачи можно получить два
значения угловой скорости круга 111 и 127 рад/с.
Поперечная подача шлифовальной бабки осуществляется
как вручную (при наладочных работах), так и при
помощи гидравлического устройства, управляемого с
помощью электромагнитов (при автоматической работе).
Для вращения изделия применен комплектный
электропривод ПМУ5М с двигателем постоянного тока
параллельного возбуждения ДИ типа ПБС-22 мощностью
0,85 кВт, угловая скорость которого плавно
регулируется в пределах от 35 до 250 рал/с изменением
напряжения, подводимого к якорю от силового магнитного

Рис. 11-12. Электрическа?
а круглошлифовальиого с
усилителя МУ. Усилитель собран по трехфазной
мостовой схеме и имеет шесть рабочих обмоток wv и три
обмотки управления wyl, хюУ2 и даУз. Рабочие обмотки w,
усилителя включены последовательно с диодами Д1 —
Д6, которые используются как для выпрямления
переменного тока, так и для осуществления внутренней пс
ложительной обратной связи по току магнитного усили*
теля. Обмотка wy3 служит для создания смещения в МУ.

Ток в обмотке wyi обусловлен разностью задающего
напряжения U3, снимаемого с потенциометра ПЗ и
напряжения обратной связи £Л>,с, снимаемого с якоря дви«
гатепя. По обмотке wy2 проходит ток /у2, пропорции
нальньш току якоря двигателя /я, поскольку вторичный
ток трансформатора тока ТТ пропорционален рабочему
току усилителя, равному /р=0,815/я. Магнитодвижущая
сила ««метки wy2 направлена согласно с МДС обмотки
345

wy\, слеловательно, обмотка шу? осуществляет
положительную обратимо связь по току якоря двигателя. 1ОК
/У2 можно изменять резистором R2. Уповая скорое п>
двигателя регулируется изменением U3 путем
перемещения рукояти потенциометра ЛЗ, которая аннаиа
также с движком резистора R2.
Стол станка получает возвратно-поступательное/i и-
жение (продольною подач>) от гидропривода со
скоростью от 100 до 600 мм/мин. Реверсирование сю.м
производится в конце каждого хода переключением
золотника гидроцилиндра при помощи упоров,
привернутых к столу. На задней бабке стола установлен прибор
для правки шлифовального круга алмазом. Насос
гидросистемы стайка приводится в движение двигателем
ДГ мощностью 1,7 кВт при 93 рад/с; насос
охлаждающей жидкости вращается двигателем ДН мощное 1ыо
0.125 кВт при 280 рад/с.
(Перед пуском станка включается линейный
выключатель ВЛ. При этом получают напряжение
трансформаторы Tpl и Тр2 и срабатывает реле РОП,
контролирующее наличие тока в обмотке возбуждения двигате. ч
изделия ОВДИ. Нажатием кнопки КнПГ включают
контактор КГ, и получает питание двигатель ДГ. Когда
давление масла в гидросистеме достигнет необходимою
уровня, замыкается контакт реле давления РД, гкхле
чего кнопкой КнПШ включают контактор КШ, который
главными контактами подает питание на двигатель
круга ДШ.
Схема управления позволяет осуществить
наладочный и автоматический режимы работы станка. В
наладочном режиме выключатели ВИ, ВН и ВА1
устанавливаются в положение Ручн упр. Включение
двтателя изделия ДИ производят нажатием кнопки
КнПИ При этом включается контактор /Ш, якорь дви
гателя присоединяется к усилителю МУ, и двигателе
быстро разгоняется. Замыкается контакт реле контроля
скорости РКС. Для отключения двигателя ДИ
нажимают кнопку КнСИ, при этом контактор КИ теряет
питание и включается контактор торможения КТ.
Происходит процес динамического торможения двигателя ДИ.
При скорости, близкой к нулю, реле РКС отключает
контактор КТ.
Работа станка в автоматическом режиме
происходит в такой последовательности: 1) быстрый
346

подвод гидроприводом шлифовальной бабки к изделию,
включение двигателей ДИ и ДН; 2) шлифование при
черновой подаче, затем переход на чистовую подачу с
работой «до упора»; 3) автоматический отвод
шлифовальной бабки и выключение двигателей ДИ и ДН.
Для выполнения данного режима переключатели ВИ,
ВН и ВА1 устанавливаются в положение Лет. раб., л
переключатель ВА2 — в положение Раб. до упора.
Главную рукоятку управления станком наклоняют на себя,
происходит быстрый лодвод шлифовальной бабки до тех
пор, пока кулачок механизма врезания круга не нажмет
на микропереключатель МПИ, который подключает
контакторы КИ и КН. Получают питание и начинают
вращаться двигатели ДИ и ДН, а также включается
гидропривод перемещения стола. Происходит обработка
детали.
По окончании процесса чернового шлифования
кулачок механизма врезания круга нажимает на
микропереключатель МПД, включается реле РП1 и получает
питание электромагнит доводочной (чистовой) подачи
ЭмДП, воздействующий на золотник гидропривода
подачи шлифовальной бабки. Скорость поступательного
движения бабки уменьшается. По достижении заданного
размера нажимное устройство шлифовальной бабки
через рычаг 2 нажимает на микропереключатель МП О
(см. узел а на рис. 11-12), получает питание реле РП2
и своим контактом замыкает цепь электромагнита
отвода ЭмО, который переключает гидропривод
шлифовальной бабки на быстрый отвод. При возвращении
бабки в исходное положение размыкается контакт МП И,
теряют питание контакторы КИ и КН, отключая своими
главными контактами двигатели изделия и насоса
охлаждения.
Защита электрооборудования от к. з. осуществляется
предохранителями Пр1— Пр5; защита двигателей ДШ,
ДГ и ДИ от длительных перегрузок — тепловыми реле
РТШ, РТГ и РТИ.
На станке возможно применение прибора
активного контроля типа АК-3. В этом случае
переключатель ВА2 устанавливается в положение Раб. со скобой
и управление циклом шлифования осуществляется в
зависимости от действительных размеров деталей. Прибор
АК-3 подключается к точкам схемы АК, и так же как и
при работе «do упора», Дает две команды — на переклю-
347

чение шлифовальной бабки на чистовую подачу и па
быстрый отвод.
Часто цикл работы круглошлифовальных стайкой
включает в себя так называемое «выхаживание», т о.
шлифование с выключенной подачей. Продолжит с; ь-
ность выхаживания контролируется реле времени. В
схеме управления в этом случае после замыкания контакта
РП2 включается реле времени РВ, контакт которого
вводится в цепь электромагнита ЭмО вместо контакта
реле РП2 (указанные цепи обозначены на рис. 11-12
пунктирными линиями.)
Глава двенадцатая
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АГРЕГАТНЫХ СТАНКОВ
12-1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО АГРЕГАТНЫХ СТАНКОВ
Агрегатными называются специальные
многоинструментальные станки, собираемые из стандартных
(нормализованных) и специальных узлов или агрегатов. К
стандартным узлам относятся силовые (шпиндельные)
головки, поворотные столы, станины, гидравлические
устройства (гидропанели, гидроприводы) с др.
Агрегатные станки предназначаются для применении
в условиях крупносерийного и массового производства
для выполнения сверлильных, расточных, резьбофре-
зерных и реже —фрезерных и других работ. На
электромашиностроительных заводах страны агрегатные
станки применяются для обработки различных деталей
электродвигателей: подшипниковых щитов, крышек,
станин и т. п. Изделия на таких станках
обрабатываются одновременно лноп'ми инструментами с одной,
двух или нескольких сторон в зависимости от
конфигурации детали, которая устанавливается и закрепляется
на столе станка. Поэтому агрегатные станки
отличаются более высокой производительностью, чем
универсальные станки. При обработке изделии на агрегатных
станках сокращаются число рабочих и производственные
площади при том же объеме продукции.
На рис. 12-1 показан общий вид трехстороннего
сверлильного многошпннделыюго агрегатного станка с
Tpevfl силовыми головками 2. Две головки установлены
348

горизонтально и совершают перемещения по
направляющим станины 1, третья головка расположена верти"
кально и перемещается по колонне 4. Все головки
имеют одинаковое устройство и состоят из корпуса 2,
шпиндельной коробки 3, в которой размещаются рабочие
шпиндели с режущим инструментом, и приводного элек«
тродвигателя 7. Обрабатываемая заготовка закрепля-
Рис. 12-1. Общий вид трехстороннего агрегатного сверлильного
ется в приспособлении 5, которое устанавливается на
подставке (столе) 6. При последовательной обработке
нескольких заготовок вместо неподвижного
приспособления 5 применяют поворотный стол, на котором
крепятся заготовки.
Силовые головки выполняются с механической или
гидравлической системой подачи. В современных
агрегатных станках наибольшее распространение получили
силовые головки с гидравлическим приводом подачи.
Гидравлические головки делятся на самодействующие
и несамоденствующие.
В самодействующих силовых головках гидронасос и
гидропанель (распределительное устройство гидросис-
349

темы) встроены в головку и совершают вместе с ней
поступательное движение при подаче головки.
Резервуаром для масла служит корпус головки. Кроме того, в
таких головках шпиндели и щдронасос приводятся во
вращение от одного электродвигателя, поэтому подача
режущего инструмента при невращающихся шпинделях
не может быть произведена.
Общий вид самодействующей силовой головки
показан на рис. 12-2. С передней стенкой корпуса головки
соединена болтами шпиндельная коробка 2, на
кронштейне задней стенки установлен электродвигатель 6.
В корпусе головки находятся гидронасос 5 и гидропа-
иель 4. Через вал 3 и зубчатые шестерни шпиндельной
коробки получают вращение шпиндели / с
инструментами. С нижней частью корпуса головки жестко
соединен гидроцилиндр 7, шток поршня которого укреплен в
станине станка. При подаче масла в левую полость
цилиндра головка получает движение по направлению к
детали 8, при подаче масла в правую полость — от
детали.
Промышленность выпускает несколько типов
самодействующих силовых головок с двигателями
мощностью от 1,1 до 22 кВт и усилием подачи от Юдо
100 кН. Максимальный ход головок —от 250 до 1000 мм.
В несамодействующих силовых головках
гидронасос и гидропанель устанавливаются на станке вне
силовой головки. Главный двигатель осуществляет только
вращение шпинделей. Вращение насоса гидросистемы
производится от отдельного двигателя. Для масла
предусматривается отдельный резервуар.
Несамодействующие головки широко применяются в
агрегатных многопозиционных станках, имеющих
несколько силовых' головок. В этом случае используется
одна централизованная гидравлическая система,
сокращается количество насосов и приводов к ним, но
усложняется система трубопроводов.
Нарезание резьбы на агрегатных станках обычно
производится с применением стандартных
электромеханических разьбовых головок. Подача такой головки
осуществляется при помощи винтового механизма,
приводимого во вращение от главного двигателя, чем
достигается точное согласование движений резания и
подачи. Реверсирование шпинделей и подачи
осуществляется реверсированием двигателя.
351

12-2. ЦИКЛЫ ДВИЖЕНИЙ СИЛОВЫХ ГОЛОВОК АГРЕГАТНЫХ
СТАНКОВ
В зависимости от назначения агрегатного станк,.
выполняемых на нем операций силовые головки мс i \
совершать различные циклы движений. В н-аибо.'о
распространенном цикле силовая головка с режупи mi
инструментами сначала быстро подводится к дега.'
^1
I '
щ—Пуск; о — Стоп
Быстрое перемещение
1 1 Рабочая подача s>
Рабочая Подача S2>Si~
<4s Работа на жестком упора
_J 1-й проход
_) 2~й проход
Рнс. 12-3. Схемы цнк
затем скорость движения снил<ается, и происходит
рабочая подача. После окончания обработки головка
быстро отводится в исходное положение (рис. 12-3,а).
Управление производится автоматически в функции
пути с помощью конечных выключателей,
устанавливаемых на станине станка по ходу движения головки.
При обработке отверстий под болты
комбинированным инструментом вначале производится их сверление
(или зенксрованне) с нормальной рабочей подачей Аг,
затем осуществляется автоматический переход на
меньшую подачу S\, при которой производится зенксро-
вание. Схема цикла движений головки для этого
случая показана на рнс. 12-13,6.
Для цековки торцевых поверхностей около
рассверленных отверстии в конце рабочего хода производится
вращение инструмента без подачи — работа на
жестком упоре (рис. 12-3,в). Силовая головка
останавливается, упираясь в специальный винт, установленный на

неподвижном кронштейне. Давление масла в
гидросистеме повышается, и после выдержки времени,
определяемой настройкой реле давления, головка
возвращается в исходном положение.
При сверлении глубоких отверстий необходимо
периодически выводить сверло из детали для удаления
стружки и его охлаждения. Цикл движения силовой
головки, соответствующий этому случаю, показан на
рис. 12-3, г. По окончании сверления головка с
инструментами отводится в исходное положение. Возможны и
и другие циклы движений силовых головок.
Управление циклами производятся, ьак правило, при помощи
средств электроавтоматики.
12-3. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ АГРЕГАТНЫХ СТАНКОВ
Главный привод агрегатных станков
осуществляется, как правило, от асинхронных короткозамкнутых
двигателей с внешним обдувом. Выбор мощности
двигателя головки производится по наибольшей
суммарной мощности резания рабочих шпинделей с
учетом потерь в передачах
Рр=1,25Рг/п,1омШ11, A2-1)
' Где 1,25—коэффициент, учитывающий возможные
изменения режимов резания; Pz— суммарная мощность
резания всех шпинделей головки, кВт; 11ном,шп—КПД
шпиндельной коробки при номинальной нагрузке.
| Так как двигатель головки часто не отключается
во время пауз, следует учитывать нагрузку его в эти
| периоды, которая определяется потерями холостого
хода шпиндельной коробки, т.е. Р0=аРг.
Коэффициент а равен
а = 0,6 (а + Ь) ^0,6 A — тI10М Ш1,)/Ч,ом шп, A2-2)
где а и Ь— коэффициенты постоянных и переменных
потерь в двигателе (см. § 7-3).
Учитывая, что угловая скорость двигателя во время
его работы не изменяется, можно определить эквива-
лентную мощность по формуле
A2-3)

головки замыкается контакт ВК1, включается э.юктро,
магнит ЭмВ, и головка вновь движется вперо,,. Осу,
ществляется второй прохЪд, при котором ошчь под
действием упора А замыкается контакт ВКЗ, но
реле РП2 не включается, так как размыкающим копта! г
РПЗ разомкнут.
В процессе второго прохода упор А нажимает мс>
переключатель ВК4, размыкающий контакт которою
~ о ис
ш
Рис 12 5. Электр!
глубокого сверлен
отключает реле РПЗ, а замыкающий включает роле
РП4. В конце второго проода упором Б нажимается
переключатель ВКЗ, включается реле РП2 и юловка
быстро отводится назад. В исходном положении вгоиь
размыкается контакт ВК2, включается реле РПЗ,
отключается реле РП2 и электромагнит ЭмН и
включается ЭмВ, Совершается третий проход головки, в
течение которого упоры 2 pa-sa нажимают ил
переключатель ВКЗ и 1 раз —на ВКА, но ро.че РПЗ и РП1
остаются включенными,
356

В ьонце сверления от упора Г срабатывает
переключатель ВК5, размыкающий контакт которого
отключает контактеры КЛ2 и реле PHI - PII4, а замыкаю-
щип- включим ^лектрома!ннт Эл'Н. Происходит
третий и последний в цикле быстрый отнод iсовки в
исходное положение, в котором нажимаются
переключатели ВК2 и ВК1, но движение головки вперед не
может произойти, так как реле РП1 отключено. После
установки очередной детали и нажатия кнопки КнВ
осуществляется новый цикл работь1 силовой головки и
т.д
При нажатии кнопки КнН в любом промеж}точном
положении головки отк. ючаются все ре.ч и контакте;)
КЛ2, включается электрома1 нит Эл-11, и силовая ю-
ловка быстро отводится в исход! ос по. ожеине.
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКИХ
СТАНОЧНЫХ ЛИНИЙ
13-1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ СТАНОЧНЫХ
ЛИНИИ
При обработке сложнь х деталей на универсальных
и специальных станках затрачивается мною bciiovo-
гателы ою времени на )становк> и закреп, ение
заготовки, на измерения в процессе обработки, на chhti e
обработанной дета.'н и транспортировку се на дрмои
станок. Стремление иовыегть производите, ьность тр^-
да путем сокращения вспомогательного времени, а
также применения обработки дета, ей одне временно с
рачгьх сторог и инедрення средств активною копро-
хя -sa ходом обработки, пршн.ч) к селдапню ашома-
7пчески\станочиь х .ч uvv
Лвтомртгп.ескне .'ччши в осч овном комплектуются
ал гч peiaTiii.ix станков, иусющнх сн/ювыр юловки с
набором различных рржутгх инструментов для вы-
no.-;i;cni;s сверлильных, расто-п шх, фррзр]чч.1х и резь-
бонаррзных работ. Наряду с агрегатными станками в
автоматических . нннях нспо."ы>ются универсальные и
специальные станки, например токарное, фрезерные,
шлифовальные и другие быстро перена.чанивасмые
357

станки, ьоторые встраиваются в линии в порядке огк-
раций технологического процесса обработки дет, лен.
На этих станках производятся операции отрезки,
прорезки канавок, снятия фасок и др.
Станки автоматических линий снабжаются 3ai ру-
зочными приспособлениями, а также
транспортирующими и зажимными устройствами, с помощью которых-
обрабатываемые детали перемещаются с одной позиции
на другую и закрепляются. Отдельные станки и \ч:\п-
ннческне узлы, составляющие автоматическую линию,
объединяются в единую систему с помощью
электроавтоматики. Таким образом, обрабатываемые детали
автоматически транспортируются вдоль линии станкои
и постепенно проходят все операции механической
обработки.
Для передачи заготовок от станьа к станку на
автоматических линиях применяют разного рода
транспортирующие средства. Простейшими транспортными
устройствами являются лотки склизы, трубки, по
которым заготовки передвигаются под действием силы
тяжести или инерции, как, например, в линиях для
обработки шарикоподшипников. Более крупные
заготовки передвигаются принудительно, посредством
различных транспортеров: шаговых с собачками, цепных
барабанных и др.
По способу осуществления транспортных устройсп>
различают автоматические линии с жесткими и
гибкими межагрегатными (транспортными) связями. При
жесткой связи автоматическое перемещение
обрабатываемых изделии от одной позиции к другой
производится общим транспортным устройством с точно
установленным шагом и паузой, которая зависит от
наиболее длительного времени цикла обработки изделия
на одной из рабочих позиции линии, а шаг
определяется расстоянием между позициями. Достоинством
линий с жесткои транспортной связью является
сравнительно короткое время прохождения обрабатываемою
изделия с позиции на позицию, а недостатком —
прекращение работы всей линии при неисправности какою-
либо устройства.
На рис. 13-1 показана схема механизмов
небольшой автоматической липни с жесткой
межагрегатной связью между станьамн. С загрузочной позиции /
шагающим транспортером 2 изделия перемещаются к
858

станкам 4, которые производят обработку.
Заканчивается линия разгрузочной позицией 5. Имеется на линии
еще поворотное устройство 3 (поворотный стол,
кантователь), которым осуществляется поворот детали на
90 и 180° во время обработки остальных деталей на
позициях.
При гибкой транспортной связи каждый станок
работает в собственном ритме, а транспортные
устройства между станками выполняются в виде лотков,
непрерывно движущихся транспортеров и т. п. На
рис. 13-2 показана схема автоматической линии,
состоящей из трех станков, соединенных
транспортирующими устройствами, и двух межоперацнонных
бункеров-накопителей. Из элеватора / через лотоь
обрабатываемые изделия подаются к станку 3, далее транс-
Рис. 13-2 Adtov;
гибкой транспортной связью.

портером 6 перемещаются в бункер-накоанте.ш 2, щ
ьуда поступают на станок 4. Затем транспортер 7 ь
правляет их в бункер 8, из которого изделия под,.пц.
на станок 5, Наличие бункеров-накопителей почно \,ц
продолжать работать стайкам, расположенным i (.f
них, при остановке станков перед ними.
Кроме металлорежущих станков н трансгс | и:п
устройств в состав автоматических линий в зашнпмс
стн от их назначения могут входить следующие лг|
гаты: фиксирующие и зажимные устройства, контро.м
ыые и сортировочные автоматы, агрегаты для ев рп
упаковочные агрегаты и т. д.
В электромашиностроении автоматические .п.п
применяются для обработки валов, станин, подп'нгы
КОВЫХ ЩИТОВ, ДЛЯ ПрОПНТКН СТаТОрОВ И рОТОрОВ, .М
сборки и испытания электрических машин. В дг'мы
отрасли автоматические линии были впервые прпу.и
ны для обработки двигателей единой серии А и АО G
и 7-го габаритов. На рис. 13-3 показана автомат ическл
линия для изготовления коллекторных пластин. Ml
1Z 11
Рис. 13-3. Автоматически
ные полосы укладываются в загрузочное устройств
из которого механизм подачи 7 толкает полосу
пресс на шаг, равный длине коллекторной пласт \
На чеканочном прессе 5 производится правка пол<
вырубка контура пластины и отрубка ее от пол<
Отрубленная пластина при помощи передающею
ханнзма 4 подается на транспортер /, который i ■ ,
мещает ее к горизонтально-фрезерному станку 2 II
станке производится фрезерование шлица в пет>1."
коллекторной пластины. При этом установка пласп.п
в тиски станка, выем обработанной детали с пс t <

дующей установкой в зажим транспортера
производится при помощи робота-манипулятора. Далее в
ванне 12 пластина покрывается флюсом, а в ванне //
производится лужение шлица. Готовые пластины
освобождаются толкателем 9 из зажимов 3 и падают в
бункер. Электроимпульсный счетчик 10 показывает
количество обработанных пластин.
Продолжительность цикла линии 7 с.
13-2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ
АВТОМАТИЧЕСКИМИ ЛИНИЯМИ
Управление работой агрегатов автоматической линии
производится средствами релейно-контактной или
бесконтактной электроавтоматики. Это позволяет
достаточно просто объединить в единую систему
производственные машины, расположенные на значительном
расстоянии и различно ориентированные относительно
друг друга. Такое объединение посредством
механического или гидравлического управления обычно
оказывается более сложным или невозможным.
Управление автоматическими линиями в основном
сводится к управлению поступательными и
вращательными перемещениями подвижных элементов станков,
транспортеров н других узлов, происходящими в
определенной последовательности. В задачу системы
управления входит согласование действий отдельных
агрегатов линии, выполняемое, как правило,
средствами электроавтоматики. Четкая и надежная работа
всех механизмов автоматической линии возможна
только при хорошо продуманной системе управления
и при использовании высококачественного
оборудования.
Для создания возвратно-поступательных движений
на автоматических линиях применяется обычно
гидропривод. Для получения вращательных движений,
связанных с обработкой деталей, в автоматических1
линиях используются короткозамкнутые асинхронные
двигатели.
Электрическая система управления автоматической
линией должна обеспечить: 1) централизацию
управления и контроля; 2) заданную последовательность
движении механизмов; 3) возможность переналадки
при изменении технологического процесса; 4) работу
361

линии в автоматическом, полуавтоматическом и на.:!;...
дочном режимах; 5) возможность широкою
использования компактных1 слаботочных электроаппаратом,
стандартных блоков и узлов питания.
В качестве основного принципа для построения ( \ем
управления автоматическими станочными линиями при,
меняется управление в функции пути Такое
3 правление позволяет в любой момент контролиров. и,
взаимное положение детален н инструмента н явля i-
ся наиболее надежным. Оно строится обычно так,
чтобы команда на последующие действия подавалась тел -
да, когда предыдущее действие уже закончено Oi-
делып'е станки или силовые головки лнннн работает
по определенному замкнутому циклу управления. При
управлении в функции пути подача команд на начп.о
последующих операций производится с помощью пун-
вых переключателей. Воздействие на переключатели
осуществляется различными упорами пли кулачкаvи,
которые устанавливаются на подвижных органах стаг-
ков. У транспортных1 устроСгств подачу команды нногд;
осуществляет деталь, коммутируя посредством путевых
выключателей или иных датчиков положения (пути)
либо непосредственно замыкая ту или иную цепь
управления.
В некоторых случаях на автоматических линиях
используются и другие принципы управления — прннцпш i
нагрузки, времени, скорости и размеров
обрабатываемых1 деталей. Управление в ф у н к ц и и н а г р у з к и
применяется там, где необходимо контролировать
усилия, возникающие после завершения движений,
например в зажимных устройствах. Датчиками усилия р
этом случае служат токовые реле или реле давления.
Управление в функции времени необходимо
в тех случаях, когда работа тех или иных агрегатов
линии происходит без подачи инструмента, например
при зачнетных операциях, закалке детален и др.
Датчиками здесь являются различные реле времени.
Управление в функции скорости применяется
при электрическом торможении электроприводов, и
датчиками служат реле контроля скорости. У прав л t
ннс в функции размеров обрабатываемых до
талей (активный контроль) все больше применяется ь
новейших автоматических линиях, так как позволяй
непосредственно контролировать ход технологических

операций и осуществлять автоматическую подналадку
станков.
В линиях с гибкими транспортными связями
электрические схемы управления связывают между собой
только смежные станки и транспортные участки между
ними. В этом случае каждый станок электрически
блокируется с транспортными участками,
расположенными до и после данного станка, в свою очередь каждый
транспортный участок
блокируется со станками,
находящимися по обеим
сторонам этого участка. Работа
станков и механизмов линии
происходит не в жестком
ритме. Ритм каждого
станка определяется
продолжительностью операции,
выполняемых на нем, а
бесперебойная работа всех
станков линии обеспечивается
благодаря накоплению
деталей на транспортных
участках или в промежуточных
бункерах.
На рис. 13-4 приведена
простейшая схема
автоматизации межагрегатного
транспортного участка
линии с гибкой связью.
Агрегаты А/ и А2 соединены
между собой наклонным склизом, на котором moi>'t
создаваться межоперацнонные заделы. Во время
нормальной работы агрегатов деталь, двигаясь по склизу от
агрегата А1 к агрегату А2, замыкает контакты низкого
напряжения НВК (вместо НВК может быть установлен,
например, фотодатчнк). Включается реле Р/7/, которое
управляет электронным реле времени ЭРВ. Но так как
деталь уходит с НВК, то реле РП1 отключается, и реле
РВ не успевает сработать. Если же агрегат А2
остановится, то склиз будет заполняться, контакты НВК
останутся замкнутыми, реле ЭРВ сработает, его
размыкающий контакт ртключит цепь управления агрегата А1,
и тот также остановится При возобновлении работы
агрегата А2 контакты НВК освободятся, и агрегат А1
363
Рис 13-4 Схема ав
зации участка линш.
кой транспортной

вновь может быть пущен в работу (автоматически г.ш
оператором).
Станки линии с жесткой транспортной связью
работают в едином ритме. Поэтому между отдельными
сынками, транспортерами и зажимными механизмами лит и
должны существовать взаимные связи и блокировки,
которые обеспечивали бы четкое взаимодействие всех
ханизмов в определенной последовательности и прави -
ность выполнения команд. Промежуток времени межд>
подачей двух соседних команд называется тактом ш-
н и и. За время такта производится одна операция i о
обработке или транспортировке детален. Совокупное и
тактов, необходимых для обработки детали, называечег
циклом линии.
На практике щнрокое распространение получил цнк.-,
состоящий из следующих пяти основных тактов: 1) го
ремещения находящихся на линии деталей
транспортером на последующие позиции, при этом новая деталь перс -
мещается с загрузочной на первую рабочую позицию, а
обработанная деталь снимается с последней позиции;
2) фиксации деталей и их зажима; 3) ускоренного
подвода всех силовых головок (шпиндельных бабок,
суппортов и т.п.) с режущими инструментами с последующим
переключением на рабочую подачу и обработка деталей;
4) быстрого отвода в исходное положение по окончании
обработки (каждой головки независимо от остальных);
5) расфиксацин и освобождения (отжима) всех деталей
Различают следующие режимы работы линий: 1) <'п-
томатический режим с непрерывным повторением циклоп,
2) полуавтоматический режим работы одиночными
циклами; 3) специальные или частные режимы с
исключением из автоматическог работы отдельных станков; 4) н< -
ладочный режим. Переход па тот или иной режим работ!,
производится переключателями схемы управления, ко
торые устанавливаются на центральном пульте.
При автоматическом режиме оператор д< -
ет команду на первый цикл, т.е. пускает линию, a 3ai v
циклы повторяются автоматически. Такой режим хар<:к
терен для случая автоматической загрузки деталей г
линию и снятия их с линии, хотя возможен и при руч! о
выполнении этих операций, если продолжительность
цикла линии достаточна дня их осуществления.
На рис. 13-5,« показана схема управления пусксп*
линии на автоматическую работу, во время которой кон-
364

такты ПР-1 и ПР-2 переключателя режимов работы
линии ПР замкнуты. Все механизмы линии при пуске
должны находиться в исходном положении, поэтому реле РИЛ
включено, и его контакт замкнут (в цепь катушки реле
РИЛ, не показанной па схеме, включены контакты
датчиков исходных положений всех станков). Замкнуты
контакты переключателей режимов работы станков 1ПР,
2ПР и реле контроля РК1 и РК2, а также включены
контакторы К1 и К2 постоянно работающих двигателей аг-
Рис. 13-5. Схема уп|
1я пуском и остановкой линии.
регатов — гидронасосов, насосов охлаждения и смазки,
вращения инструментов и др. При выполнении
перечисленных выше условий горит сигнальная лампа ЛС.
Нажатием кнопки Пуск КУ1 включается реле цикла РЦ и
подается команда (на схеме это не показано) на пуск
транспортера. Получает питание реле автоматической
работы РАР, которое предназначено для устранения
возможности самовключения механизмов линии при подаче
напряжения на схему управления. После начала цикла
контакты РИЛ размыкаются, лампа ЛС гаснет. По
окончании цикла, когда линия приходит в исходное
положение, снова включается реле РИЛ, и поскольку реле РЦ
остается включенным, то образуется посредством РИЛ и
РЦ команда (на схеме этого не показано) на повторный
пуск транспортера, т.е. на начало нового цикла и т.д,
Если загрузка деталей на линию производится
вручную, то применяется полуавтоматический
режим работы, при котором для повторения цикла
365

pun. iioc
дикл. paGo
вклк;
Ю,'И (
)М.-ТМЧСС-
Mturi ьоманды i a
ro.-jmo н.чжгпнем
И нал, дочпом
'ЯЮТСЯ ОТ ОТ1СЛЫ
ботаюг в толчко
п| и нал. дке лип:
коп, смене и ьас!
Кроме юго, с пo^
в исходное i олож
рпппых ociai.onoi
ли чес кои рабе
PI1JI, J.TIM KW^HiH IIII
T.iinit реле РЦ,\. цикл p. -
f-OTi повторяется. He
Bpi мя oipa6o-iKii О.ЛЮП
из nepRbix лпиженпи г;
линии контактом реле
РД1 отключается рс и
РВП (затс\ контакт PJU
rsi.orii <амык<лтся) От
автоматический ныпуск линии i pc m
кнопки КУ2.
режиме rict мх..1пи.\:ы линии >ip<R
,ны\ кнопок или перек; ючателси и ра-
v режиме ^тот режим применяется
[, регулировке срабатывания л< гчи-
:л':к(. режущих инструментов и др.
uiio i аладочных кнопок приводячея
пи. Res. механизм! лш ни после < r.-
д'я далл i ейшего воюбнов-'еьи; <г
П.
13-6 пс.
!КЛЮ

KHOi.Ki' ДА/ -ДА? 1\г:жд;м- шлчков..я кнопка jnp, вляет
BK.-'i04tl.IItM ЮЛПЫ ОДНОЙ ПС ПО ПИПVJll.lKiil ЦС ПИ Pi, Р2
II Т. ,,. Д:!Я ЮГО ЧТОбГ ИчбсЖГ'.И ВОЗПП.КПОЬеНИ; ЮМШ \
цепей i рп зпм! .к<.нни koi t,.kiob PHI г 1412, что i рппс.о
бы к о повременному включгпию j.^uimimix нсполии-
телыи ч . т.р.тюв, можно ис по.л,:ювгпъ. ,.) р;1зл:ык<.ю-
щпй контпкт ппллдочной khoi:ki' ДА У (i окпзлпо н цекп
реле Р1); 6) копт; кть- отде 'ыч ч рс. с , пто\"атнч( ской
работ! РЛР (цсш Р2); ь) дпод^ю развязк> (uci i
реле A?j; г) др>\оС\:слоч!м t реле (реле Р4).
Спецпа и i ) с |и к и v i p a G о i ы авто.мати-
чесьих .!Иипй кремеьяю! при рычоч од!ою ишы-
сколькич ст. i KOii 'in ии \ч строя И т< кнч с:!>ча5:.ч шипя
может про,.о.:!>к;пь pnGcviaTi н ..то.мгггическом [)еж!пч,
a npoi ^денные опергнии рыголняются нп елдс.^п i ч
стгч'кл.х.
И c'xeve \, правления ^о-\ж\ н Gliti, пред^ cvoTpei ы
те M.iii, и ост;* пор, i ри котором отключение . игии
пронечоднт 1осл( okoi Чс'ишя инчлп (для авто\\ тическо-
го режима p;;Goii л.ш.ии) и < в <. р и й 1.1 й, вь.зыв;чо
щнп neve;: iei-ную остппопк^ <1рег<иов 'гиги in 'юбом
этапе ее |;;:Gon. (cv. рис 13 5,п). 11редв;фите „ii hi й ос-
Tai ов ос^1Цести.;!5:спся п.-'Л.тием м опки ДА2. При этом
отключается реле РЦ, и после oip< белки цнмл линия
oct<.h;iii шнг.стся Лв<,рг.Й1!ь:н остппон i роизподится
кнопкой КУП. И -лом случпе it ряс i i гтгипч т; кже pi if
автоматической рабоп РЛР, и елк.по'.с.нпся все am . р..ты
свя!и. ПовюрпгГ' апк;/< тический пуск воп-ожеп лнш!
после тою, кпк вес vtx.iiiiiu'i им ии будут привечены
в исходное i о южеч'ие
13-3. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИИ
Члектрооборздоплние авго\-< тпчес mix >hi ни состоит
из болы..ого ко-'ичес п'а дгшь. rc.ieii, эл.ектро\-а1 мпов,
контакторов и м.чпитш ч сускателен, кнопок и
переключателей з'Р'И'ечия, п^тевыч Н( п.;!юч< те icii, рл.ч.-ич-
ных рел.е: Bpe.veiiii, кслпрол.; давл.епия и скорости, б/:о
кнрогючпыч, промежуток ыч и р Перечислепша эл.с-
меты электрооборудования зстапсчвлив<.ются на сьчпчах
для их прнво-а и обесчеепия р;з:шчп1 ч тсхнологиче-
ческич операции и вне С(?шкор д >я прирсде! ия в
действие транспортных устройств, для i ерс'к,!ючсч!ия станков
С одного режт-а па др>юн и т п. Д.-я четкой и беспе-
367

ребойной работы всех механизмов автоматнчсскоп л,.
нии необходимо, чтобы электрические дпшатели и щ;
параты были надежны и имели большой срок служГн
Рассмотрим технические особенности современного ,-j.\u
трооборудования, специально спроектированного npiru-
нителыю к условиям монтажа н эксплуатации авю:.:;•-
тических станичных линий.
Электродвигатели. В автоматических линиях гл;ц -
ным образом применяются асинхронные короткозлмк-
iiyibie двигатели защищенного и закрытого обдуваемой
исполнения мощностью от 0,6 до 40 кВт, которые ни <-
средственно включаются в силовую сеть с помощью м и-
такторов. В некоторых случаях используются многое и-
ростные асинхронные двигатели. Двигатели постояш.оп,
тока применяются редко, так как обычно приго и
станков линий не требуют плавного регулирован и я
скорости. С освоением выпуска асинхронных двшате. ч i
повои серии 4А появилась возможность применят! и
станках автоматических линий встраиваемые двиг.лели
типа 4АВ и двигатели типа 4ЛЕ со встроенным электр< -
магнитным тормозом
Электромагниты. В схемах управления линиями элек-
тромашиты толкающего или тянущего действия прел-
наз] ачаются для осуществления быстрых
прямолинейный перемещении элементов гидро- и пневмооборудонп-
ния (тдрозолотннков, тормозных колодок и т. 1.).
Широкое распространение получили: 1) однофазные
длипноходовые электромагниты управления серии ~)Д
переменного тока с втягивающими катушками па Сц<.-..----
= 110, 127, 220, 380 и 500 В, имеют длину хода якоря от
10 до 40 мм, развивают усилие от 4 до 250 Н,
выпускаются десяти типоразмеров (ЭД02, ЭДОЗ,.... ЭД11),
2) однофазные короткоходовые электромагниты уиргм;-
лепш: серии МТ рассчитаны для включения в цепь и-
ремемчюго тока напряжением от 36 до С00 В, имею: 1лп-
ну хода якоря от 5 до l.'i мм, развиь.чот усилие от 4 <
150 Н, серия состоит из восьми типоразмеров (MI2L1,
МТ32,..., МТ92); 3) короткоходовые электромап im
управления постоянного тока серии ЭУ рассчитаны '..я
включения на сАк.м=12, 24 и 48 В, с ходом якоря от Г> к
15 мм и тяговым усилием от 4 до 100 Н, серия соек >.■
из восьми габаритов (ЭУ20, ЭУЗО,.... ЭУ90). Все ук.-згл -
ные типы электромашнтов предназначены для работ с
ПВ=100%, но допускают работу в режиме ПВ=40с/о.

Выпускаются электромагниты с ПВ=15% при
продолжительности одною цикла не более 10 мин.
В связи с внедрением в схемах управления линиями
малогабаритной аппаратуры проводной связи более
целесообразным является использование электромагнитов
постоянного тока, которые имеют ряд преимуществ.
исключается гудшие магнитной системы, отсутствуют
пусковые токи и перегрев кат\шек при неполном втягивании
якоря, отличаются более высокой надежностью и
долговечностью.
Кнопки управления. В автоматических линиях они
служат для выдачи команд на включение или отключение
различных электрических аппаратов, получения
кратковременных команд при работе станков в наладочном
режиме Для легкого доступа к аварийным кнопкам они
выполняются с нажимными штифтами в виде «грибка».
Все кнопки управления, используемые в автоматической
линии, „олжны иметь поясняющие надписи над
нажимным штифтами, например: ПУСК, СТОП, ЗАЖИМ,
ОТЖПА1, ВПЕРЕД, НАЗАД и т. д. Промышленность
выпускает кнопки серии КЕ и кнопочные посты
управления серии ПКЕ. Указанные аппараты допускают
коммутацию в электрических цепях управления напряжением
до 500 В переменного тока и до 220 В постоянного тока
при номинальном токе 6 А.
Путевые и конечные выключатели широко
применяются в линиях для контроля различных перемещений в
станках и транспортных устройствах, для подачи команд
на загрузку и разгрузку станков и выдачи команд
управления с перемещающихся механизмов. Путевые
выключатели обычно устанавливают на неподвижных узлах
стапкои пли механизмов, а воздействие на их штифт или
рычпг осуществляется движущимся упором механизма,
ко! да он достигает определенной точки пути. При
перемещении штока (рычага) происходит переключение
контактов, а после отхода упора пружина возвращает коп-
Промышлсиность выпускает контактные выключатели
серии ВПК-2000 на две цепи и ВПК-4000 на три и
четыре цепи с рашыкающпуи и замыкающими
контактами мостиковою типа, способных коммутировать
электрические цепи управления переменного тока напряжением
до 500 В при /i-ом^б А и постоянного тока напряжением
220 В при /иом<;4 А. Каждая из серии состоит из девяти
24-612 369

типонсполненин, отличающихся по роду защиты or ич,
действия окружающем) среды и виду природного ).:ц-
мента.
Помимо указа! i i,.\ переключателем в стаикос ipt еы.и
широкое распространение получили микроперек ч ч-щ,
ли серий МП-1000 и МП-2000, отличающиеся ы сс.(.гч";
коммутационной способностью при небольших гг.бгрщ; ч
(/пом=4 А при 500 В переменного тока и /Пом=2,Г| \ щ i
220 В постоянного тока), высокой изпосостонкос n>i > ц
надежностью в работе (до 10 млн. механических
включении и до 1,6 млн. коммутации), различным исм.мл-
нием по способу присоединения проводов. Мнкрси е]ч-
ключатели могут устанавливаться на подвижных и и-
подвпж! ых частях с 1анков. .
В настоящее время для автоматических линии i , и-
дят все большее применение бесконтактные путев! i нп-
ключатели (см. ниже) типов БВК-24, БСП-11 и др> пч,
у которых отсутствуют подвижные контактные \,i u-
ты, что значительно уменьшает износ, увеличиваем q (л
службы выключателя и позволяет ему работат! i pi
больших скоростях переключения.
Командоаппараты (переключатели управления) i
антоматнческих линиях предназначаются для
переключении в цепях управления при выборе режимов работы и
для непосредственного включения различных малого! г.-
ных токоприемников (приводных механизмов, элсмро-
мамштных муфт и др.) в наладочных режимах. Разлпч, -
ют переключатели управления с перекидными ручка oi —
тумблеры и крестовые переключатели и с
вращающимися рукоятками типа УП-5100. Последние позволяюi
коммутировать большое количество электрических ценен,
одновременно заменяя воздействие па несколько кноно,
в различных комбинациях. В настоящее время выпуск.-
ются пакетио-кулачковые переключатели серии ПК>^,
представляющие собой пакет однотипных пластмассси ьр
секций с контактной системой каждая. Подвижные ком -
такты секции приводятся в действие кулачками, п<с<-
жепными па общин вал. Число коммутируемых цеч i i о
12, число коммутационных положении рукоятки 4. Ih-
мипальш и ток переключателя 6 А при напряжении 300 И
переменного тока и до 220 В постоянного тока.
Бесконтактные логические элементы. С ростом i po-
нзводительностн агрегатных станков и автоматических
линий возрастает число контаьто-срабатываний в ■■<( и
370

Релейно-контакт-
ный эквивалент
частота включении, увеличивается механический и
электрический износ ролейно-контактных аппаратов, что
ограничивает их надежность. Кроме того, все контактные
аппараты нуждаются в систематическом надзоре и
регулировке. Неисправность аппаратуры приводит к
дорогостоящем) простою линии, иногда к длительному, так как
часто бывает трудно обнаружить такую неисправность.
В последние годы в
схемах эл(ктроавтоматн-
ки станков стали
применяться бесконтактные
электрические аппараты,
у которых нет
движущихся частей и 'контактов,
поэтому они имеют боль-
шип срок службы, кото-
рi -if не зависит от
нагрузки. Указашп е элементы
не треб)кп регулировки и
постоянного надзора в
процессе аксплуатацнн.
Отечественная
промышленность выпускает
различные бесконтактные
аппараты (магнитные и
пол)проводниковые реле,
путевые переключатели и
др.), которые подобно
релеппо-контактным
аппаратам могут
находиться в одном из двух
противоположных состоянии
Включено или
Выключено, что соответствует логическим понятям ДА или
НЕТ При таком представлении работы реле
состояния их входных и выходных цепей удобно описывать
цифрами 1 и 0. Для контактных реле цифра 1 означает,
что данная цепь замкнута (сигнал равен единице),
цифра 0 — цепь разомкнута (сигнал равен 0). Аналогично,
если какой-либо контакт замкнут, его состояние харак-
теризуется цифрой 1, если разомкнут — цифрой 0.
Для бесконтактных аппаратов и элеги гов наличие
напряжения i а входе или выходе указываемся цифрой 1,
а отсутствие его — цифрой 0.
24* 371
13-7. Основные
элементы и их релсйш
ДА или

Бесконтактные устройства, применяемые для
реализации логических функции в системах управления, на ?!=■-
вают бесконтактными логическими элементами (БЛЭ).
Эти элементы получают наименование по выполняемым
ими логическим функциям. Элемент, у которого при
подаче сигнала о на вход появляется сигнал х=а па ны-
ходе, называется повторителем (рис. 13-7,о). Таком JY-)
служит в схеме управления для задержки на такт
управляющего сигнала. Действие повторителя аналогично
включению реле X контактом а в релейной cxi-ve
(рис. 13-7,6).
Если при подаче сигнала о на вход ЛЭ сигнал х па
его выходе исчезает, то такой ЛЭ называют инвертором
или элементом НЕ. Jiro логическую функцию в этом
случае обозначают л:=а, где черточка над буквой о
обозначает операцию отрицания (инверсии). Условное обозн.-
чение элемента НЕ и эквивалентная ему релейно-коп-
тактная схема показаны на рис. 13-7, в и г.
Логические элементы могут иметь несколько входов:
два, три и более. Если сигнал на выходе такого элемента
появляется при подаче сигнала на любой один из его
входов, то элемент реализует логическую функцию ИЛИ,
которая запишется в виде х=а^-\-а2. На рис. 13-7, д и е
даны обозначения элемента ИЛИ и эквивалентная релен-
но-контактная схема.
Логический элемент, сигнал на выходе которого
появляется лишь при наличии сигналов на всех его входах,
выполняет логическую функцию И, которая выражается
формулой х=а.\-а.2-аз. Обозначение элемента И и
схема его релейно-контактного эквивалента показаны на
рис. 13-7, ж и з. Катушка реле X получит питание
только при одновременном замыкании контактов аи а2 и о3,
принадлежащих трем различным аппаратам.
Посредством элементов И, ИЛИ, НЕ, являющихся
основными, могут быть собраны бесконтактные схемы
автоматического управления, заменяющие любые релей-
но-коптактные. Это вытекает из того, что все релейные
схемы составляются из различных сочетаний
последовательных и параллельных соединений замыкающих и
размыкающих контактов и катушек реле. Комбинацией
элементов одного вида или сочетанием свойств элементов
И, ИЛИ, НЕ в одном элементе можно реализовать и
другие функциональные зависимости, а также получать
многофункцнональные ЛЭ с несколькими выходами,
372

Логические бесконтактные элементы могут быть
выполнены на электронных лампах, полупроводниковых
диодах и транзисторах, на магнитных и ферритовых
сердечниках. В схемах управления станками п станочными
линиями наибольшее применение нашли транзисторные
логические элементы серии «Логика-Т».
Мощность выходных цепей транзисторных логических
элементов не превышает 100—150 мВт, поэтому для
управления исполнительными устройствами
(контакторами, электромагнитами и др.) дополнительно
применяют транзисторные выходные усилители Т-300.
В качестве выходного узла логических устройств
управления элементами автоматики, вплоть до
осуществления частых пусков и остановок двигателей переменного
тока мощностью до 1,1 кВт, используются также магни-
тоуправляемые герметизированные контакторы КМГ13
и КМГ14 (первые изготовляются открытыми, вторые —
в кожухе). Контакторы КМП4 унифицированы по
габаритным и установочным размерам с бесконтактными
элементами «Логика-Т», что расширяет номенклатуру
логических элементов и позволяет осуществлять их
совместную установку в блоках комплектных устройств.
Герметизация контактов обеспечивает независимость их
работы от условий внешней среды (повышенная
влажность, пыль и др.), что повышает надежность
контактирования и исключает необходимость ухода за
контактами в процессе эксплуатации.
В настоящее время в отечественном станкостроении
для решения различных задач автоматического
управления начинают применяться новые логические элементы
серий И и М, выполненные на базе интегральных
микросхем, и комплектные управляющие устройства с
программируемой логикой (комапдоаппараты) серии УЛП.
Подобные системы используют на сверлильных,
расточных и других станках.
Элементы управления серии «Логика-И»
предназначены для применения в системах управления
электроприводами, в устройствах сигнализации, измерения и
защиты. ЭлементьГ по своему назначению делятся на
следующие группы:
логические, выполняющие функции НЕ, 4И (цифра
перед обозначением логической функции указывает
число входов) и др., имеющие обозначения И-101, И-102,..,
..., И-119;
373

функциональные (П-201, И-202,.... П-206), прел а-
значены для связи реле, датчиков с логически\*н э 'е\чи-
тамн;
времени A1-301), предназначен для получения ча-
держкн выходного сигнала относительно входною в i р<_-
делах от 0,01 до 10 с.
выходные усилители (П-401, И-402,..., 11-406), \щл-
назначены для связи элементов серии «Логнка-П» с ai -
паратамн управления (реле, пускатели, контакторы
и т. д.).
Элементы (модули) матричной логики серии /И
предназначены для построения логических схем автоматики
станков, автоматических линии и других промышленных
механизмов: Модули выполнены на микроэлектронном
элементной базе (микросхемы серии К511) и геркошп \
реле, используемых в качестве входной и выходной ра.<-
вязки. Конструктивно представляют собой печатные i\jw-
ты, набираемые в кассеты типа БУК-МЭК и БУК-Б. Си-
стема состоит из следующих модулей:
модуля согласования МС1 (входная развязка);
модуля согласования МС2 (выходная развязка);
модуля логики МЛ1 (реализация операции И);
модуля логики МЛ2 (реализация операции ИЛИ);
модуля временной задержки МВ1 (реализация
выдержки времени до 6 с) и др.
Использование модулей серии М в схемах
управления станками позволяет уменьшить габариты и
повысить надежность комплектных устройств по сравнению
с контактным эквивалентом, снизить расход цветных
металлов, монтажного и обмоточного проводов.
Унинерсальные устройства управления с
программируемой логикой серии УЛП (программируемые командо-
аппараты) предназначены для замены существующею
реленпо-контактного оборудования систем управления с
разветвленной логикой. Устройства УЛП состоят из
кассет входов, кассет выходов, кассет управления, блока
питания, пультов контроля и записи программы.
Принцип работы устройств УЛП заключается в
последовательном опросе входных сигналов, их логической
обработке и выдаче сигналов в выходные устройства
(каналы) по программе, записанной в постоянной
памяти. Пульт записи посылает информацию в устройство
памяти как в ручном, так и в автоматическом (с
перфоленты) режиме, а также позволяет записать програмг\
374

на перфоленту. Пульт контроля позволяет
контролировать информацию на шинах УЛП, а также выполнить
любую команду из списка команд в непрерывном или
одиночном режиме.
В основу работы УЛП положен программный принцип
управления в отличие от аппаратного с неизменной
логикой, применяемого в существующих релейно-контакт-
ных схемах автоматики. Основное преимущество УЛП
заключается в том, что они позволяют легко изменять
логику работы оборудования, не требуя при этом
перемонтажа электрооборудования. В этом случае
достаточно лишь изменить программу, заменив
программоноситель (перфоленту) пли записав новую программу в
устройство постояннои памяти.
Бесконтактные путевые переключатели. Наряду с ЛЭ
в схемах управления станкам!! применяются
преобразователи пути, работающие без механического воздействия
со стороны движущегося упора. Широкое
распространение получили бесконтактные переключатели щелевого
типа с транзисторными усилителями, работающими в
генераторном режиме. На рис. 13-8, а показан общий вид
такого переключателя типа БВК-24. Его магнитопровод,
размещенный в корпусе 4, состоит из двух ферритовых
сердечников / и 2 с воздушным зазором шириной 5—G мм
между ними. В сердечнике / размещается первичная
обмотка wh и обмотка положительной обратной связи wn,c,
в сердечнике 2— обмотка отрицательной обратной связи
Юос. Такой магпнтопровод исключает влияние внешних
магнитных полей. Катушки обратной связи включены по-
следователыю-встречно. В качестве переключающего
элемента используется алюминиевый лепесток (пластинка) 5
толщиной до 3 мм, который может перемещаться в щели
(в воздушном зазоре) магнитной системы датчика.
Если лепесток находится вне сердечника, то разность
напряжений, индуктируемых в обмотках шп,с и шо.с,
будет положительной, транзистор ПТ1 закрыт и генерация
незатухающих колебаний в контуре wK—СЗ (схема на
рис. 13-8, б) не возникает. При введении лепестка в щель
датчика связь между катушкам!! wK и шо,с ослабевает
(поэтому лепесток еще называют экраном), на базу
транзистора ПТ1 подается отрицательное напряжение и
он открывается. В контуре ш,,-—СЗ возникает генерация
и появляется переменный ток, который индуктирует ЭДС
в катушке wn(. в цепи базы транзистора. На переходе
375

эмиттер —база происходит детектирование псрс.-.к i
составляющей коллекторного тока и реле РП сраб;:
васт.
Возникновение и срыв генерации происходят а Л
периода несущей частоты 2,5—3 кГц, т. е. время с|
тывання датчика составляет A—2) • 10—3 с, погрешмо
срабатывания равна 1—1,3 мм при колебаниях папр^
Рнс. 13-8 Бескон
БВК-24.
ния питания от 22 до 26 В. Переключатель БВК-24
отличается высокой надежностью, большой допустимой
частотой срабатывания и быстродействием.
В станкостроении применяют также бесконтактшк
путевые переключатели БСП и БРП с датчиком в ви.н
трансформатора с двумя вторичными обмотками, разо 'к-
нутым магннтопроводом и подвижным якорем.
Погрешность срабатывания переключателя БСП составляс i
±0,2 мм.
13-4. СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТЕРАМИ. ПОВОРОТНЫМИ
СТОЛАМИ И МЕХАНИЧЕСКИМИ КЛЮЧАМИ
Транспортеры автоматических линии приводятся i
действие от электро- или гидропривода. Для получения

возвратно-поступательного движения транспортера с
электроприводом используют кулисный механизм.
Недостаток этой системы состоит в том, что возможно
смещение детали на позиции, так как во время ее
закрепления транспортер возвращается в исходное положение.
Такие транспортеры применяются лишь на линиях с
малым числом позиций, небольшим шагом и невысокой
точностью обработки. Транспортер с гидроприводом
обеспечивает более высокую точность остановки детали,
так как шток гндроцилиндра в конце пути упирается в
жесткий упор и дальнейшее движение прекращается.
При обработке детали с нескольких сторон на разных
станках ее необходимо поворачивать. Для поворота
деталей в вертикальной плоскости применяют поворотные
барабаны (кантователи), а в горизонтальной —
поворотные столы. Эти механизмы разделяют линии на участки,
которые обычно снабжаются отдельными
транспортерами. Поворотные столы и барабаны приводятся в
движение в основном гидроприводами.
Для четкой работы отдельных агрегатов
автоматической линии необходима связь цепей управления станков
с цепями управления транспортеров. Эта взаимная связь
осуществляется путем подачи однотипных команд
(электрических сигналов), поступающих от всех станков
липни к транспортному устройству и, наоборот, от
транспортного устройства ко всем станкам линии. К числу
необходимых и обязательных команд относятся:
а) команды, поступающие от станков к транспортным
устройствам (контроль исходного положения подвижных
узлов станка; переключение станков на автоматический
режим работы; окончание работы станков); б) команды,
получаемые от транспортного устройства (переключение
оанков с наладки на автоматический режим и наоборот;
включение и отключение двигателей, вращающих
инструменты; окончание работы транспортера и разрешение
на включение станков в работу).
На рис. 13-9 изображен узел схемы,
предназначенной для управления перемещениями транспортера
одного из участков автоматической линии. Для согласования
работы транспортера со станками служат реле РП1—
РП9, которые контролируют окончание загрузочных
операции на станках. Катушки этих реле включены в схемы
управления станками. Пуск транспортера Вперед
возможен только тогда, когда все силовые головки находятся в
377

исходном С0С1ОНШШ, летали расфнксировапы ц разжшы,
при этом контакты реле Р111—Р119 замыкаются и вк.-.ю-
чаетсн электромапшт хода Вперед Эм1. После отрабоч-
кн транспортером заданною перемещения нажиу.апи>
ii>тснон переключатель Б1\2, отключается элскчро-\ц-
ппт Jy.l, включайся про\-ежуточноо реле PI1W \
г г .,. Л ""i.-O Т 1 . . -. Т1 I f 1 /) „ г
щ хода Назад Эм2. Роле PIIW ста
Рис. U 9
монитание. По окончании JaжaтlIя и фиксации до галоп
на всех позициях ра .мыкаются контакты реле Fill -
РП9 II конце дьнженнн фанспортера Назад
размыкаемся контакт путевого выключателя /ЗД/ и отключасю!'
алектромаппп Эм2. По окончании цикла, когда нес сн-
лоные головки прпд>т в исходное положение, дета.ш
расфнкенруются п разомкнётся, вновь сработают реле
РП1—РП9 и включится Эм1 \\ т д. В случае
полуавтоматического режима работы линии по окончании
движения транспортера Назад отключится реле цикла РЦ и
повторения цикла не прон.опдет, пока не будет подш а
соответствующая команда, включающая реле РЦ.
Последовательность действий отдельных алемешон
автоматической липни нллюстрпр>ется схемой, нргпс-
деннон па рис 13-10, 1де пока.апы циклограммы
работы одного из станков липни и транспортера (рис. 13-10, а),
а также упрощенная схема управления приводом Tpai ^
портера (рис. 13-10,6) с электрическим двнгателег и
к>лнспым механизмом. Назначение конечных
выключателей: В!\Г—коптрол1> исходною положения силошл\
го'ювок (koi такт ВКГ условно изображает кеч такть' си-
о-тветстп>ющих конечных выклч ча;слей В1\1 всех ci:.:o
вь'х головок станка >частка), ВК'П — коптрол1> исход
378

ного положения 1ранспортера, Bl\72 — кош роль
окончания перемещения iранспортсра l>icpcO (при зтоы
контакт ВКТ2 замыкается); В КО — Koi.ipo i> отжатня всех
обрабатыпасмь-л детален (koi такг И КО усчаыю пзобра-
жает контакты соответствующих конечных
выключателей всех станков), В!\К контроль окончания
обработки деталей на всех станках (контакт ВКК >словно
изображает контакты соответствующих когечных
выключателей В1\3 всех станков) ( помощью
переключателя ПУ можно избрать автоматический или полуавто-

матический режим работы линии. Реле РИС, катушка
которого включена в схему пуска и останова линии, i с-
полняет команду Пред"варительный стоп линии. При
включении этого реле в процессе работы линии (но при
стоящем транспорте) цикл линии полностью завершите;', i п
повторное включение линии (ручное или автоматические)
будет невозможно, пока не будет отключено реле PIH
Пусть линия работает в автоматическом режиме 1л-
ли все силовые головки находятся в исходном положс
нии (замкнут контакт ВКГ) и все обрабатываемые
детали отжаты (замкнут контакт ВКО), то при нажати
на кнопку КнП включаются реле РП1, и срабать-паст
контактор КТ. Получав! питание двигатель ДТ, и i рп
этом освобождается от нажатия выключатель ВКТ1,
контакт которого замыкается. В конечном положении
транспортера замыкается контакт ВКТ2, и получает
питание реле РПЗ, замыкающие контакты которого шунтг-
руют контакт ВКТ2 и включают электромагнит зажи.\:,<
ЭмЗ, условно изображающий электромагниты зажиуа
всех станков. После окончания зажима деталей размь'-
кается контакт ВКО, и реле давления РДТ дает KOMai -
ду на начало работы силовых головок. Двигатель Д'1
продолжает оставаться включенным, вращаясь в
прежнем направлении, а транспортер кулисным механизме^
перемещается Назад. При достижении исходного
положения размыкается контакт выключателя ВКТ1, а так
как размыкающий контакт РПЗ разомкнут, то тер;ч \
питание контактор КТ, отключая двигатель ДТ и pc.it
РПЗ. Замыкающий контакт реле РПЗ обесточивает ка
тушку электромагнита ЭмЗ. По окончании процесса
обработки детааей на всех станках замыкается контаю
ВКК. Включается и становится на самопнтанпе реле
РП4. После возвращения силовых головок в исходите
положение и отжатия детален на всех станках
замыкаются контакты выключателей ВКГ и ВКО. Без во
(действия на кнопку КнП вновь получает питание контактор
транспортера КТ, включается двигатель ДТ и цнк.1 \ <-
боты линии автоу.аш'гсскн повторяется.
Для получения полуавтогатпческого режима работы
переключатель ПУ переводят в положение П. После и -
жатия кнопки КнП включается реле РП1, затем РП2_,
и транспортер пускается в ход. В конце хода Вперед
включается реле РПЗ, а реле РП2 отключается. В
дальнейшем схема управления двигателем транспортера ра-

ботает до окончания цикла так же, как и в
автоматическом режиме. Но после возвращения транспортера в
исходное положение работа линии не возобновится до тех
пор, пока оператор вновь не нажмет кнопку КнП и не
включится реле РП1. Оператор может нажать кнопку
КнП еще в процессе работы линии (но при стоящем
транспортере). Эту команду запомнит реле РП2, и по
Рис. 13-11. Схема управ;
окончании цикла произойдет автоматическое его
повторение.
Как отмечалось выше, для поворота деталей служат
поворотные столы и барабаны. Загрузка деталей на эти
механизмы производится транспортером при его
движении вперед. По возвращении транспортера в исходное
положение стол с деталью поворачивается на рабочую
позицию. На рис. 13-11,6 изображена схема управления
поворотным столом. В исходном положении стола нажат
путевой переключатель ВКИС. В конце хода Вперед
транспортер упором нажимает на путевой выключатель
ВКТ (рис. 13-11,а), срабатывает реле РТ и замыкает
свои контакты. После возвращения транспортера в
исходное положение срабатывает путевой выключатель
ВКИТ, включая реле поворота стола РПС. Происходит
поворот стола, т. е. перемещение деталей на одну
позицию, во время которого специальный переключатель
ВКС отключает реле РТ. После окончания поворота
стола размыкается контакт переключателя исходного
положения ВКИС и реле РПС теряет питание. При
новом движении транспортера вперед цикл работы стола
будет повторяться.

13-5. УПРАВЛЕНИЕ СТАНКАМИ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Как специальные, так н универсальные станки ш
матнчееких лнш ii обычно имеют самостоятельные ^
мы >нранлеппн, построенные в осноьном по припиши i
тн. Электрические схемы управления станками, та) у
3801
как и схемы линии, должны обеспечивать следующие
режимы работы: аитоматн'.ескнп (в линии), пол>автом
тпческий (вне линии) и наладочный. Выбор тою и п
иного режима работы ироппюднтся переклгочате\'км:
устаионленным на п> ,ьто >пранлеиня станка.
i е с к о м режиме и cxei
В автол
ка от механизмов линии подаются команды
рек.почеппе скорости дннженпя и останова ст;
и о л > а н х о м а т и ч е с к о м р е ж и л:
ется in работы липни, ynpai
деппюго пул).1а, i
382
стал
.} сх;
ет бы

работки дета
НИН.
Каждг.г|": к
команды, с1Ч1
ж подаст в
льсти)юли е
такта-и i'c[ ск'ночаюлен рс
вуклцпе об И(. - одном положен
замыкаюпш контактом
реле РИЛ (см ( не. 13-5).
Схемы сплов1,.х цепей
aBi ом этических линии дол-
жпг иметь аппараты
централи юваппо1 <. > правления
и защиты, кошрые
позволяли бы включать п
отключать все станки и
механизмы
На рис. 13 12 нюбраже-
на cxev.a силовой цепи авш-
матичесм.х линии. По ^ач i
напряжет я па схем>
производится включением or
руки вводного автомата
ВАН Питание к отдельным
станкам подастся через ai-
тематические выключате-.н
ВА1, ВА2 и т.д Включение
главного контактора КГ
после включения автомата
ВАУ можно произвести
только с центральною
пульта управления линии
нажатием кнопки КУ1, а отклю-
с др>гпмн станками ли-
схсм> управления линией
о сю реж: ме работы, коп-
;;., ' в IIP, а свпдетельст-
iij подвижных элементов —
рабт
КУ2, расположенной на том
же пульте, пли кнопками
КЬЗ,. .,КУп, котор 1,1 е ( аз-
мешены па вспомогате.-ы.ых п>льтах. Трансформатор Тр
подключается к силевпи цепи через автоматический
выключатель ВАГ совместно с электродвигателем
гидравлики Напряжение 12 И применяется для питания цепей
упр''1'.:епп i .ехампм.ч: ч липни, а напряжение 24 В —
для сшнальпьр л мн, >аановленных на центральном
п>льте
В автоматических линиях работаех большое колнчест-


мено двигателей, которые включены постоянно, и
управление ими не связано с циклом линии. Сюда относятся
двигатели насосов охлаждения и смазки, гидронасосов,
транспортеров для удаления стружки, а иногда и
двигатели привода инструментов. При значительной cjM.vap-
пои мощности таких двигателей для уменьшения щ с
вых токов и падения напряжения в цеховой сети npi
няют ступенчатый пуск их по группам с автоматнчес
управлением от пульс-пары (рис. 13-13).
Пуск двигателей производится оператором нажатиег
на кнопку КнЬ (рис. 13-13, а). При этом включается ре-
ле РВ2 и своим контактом замыкает цепь катушки рстк
РВ1, которое срабатывает и размыкает контакт в цени
реле РВ2.'Но якорь реле РВ2 отпадает не сразу, а с
выдержкой времени, так как напряжение на катушке этою
реле уменьшается постепенно за счет разряда конде! са-
тора С2. Точно так же с выдержкой времени будет
отключаться реле РВ1. Таким образом, реле РВ1 и РВ2
образуют пульс-пару — поочередно включаются и
отключаются с выдержкой времени при отключении, величина
которой зависит от параметров цепочек R1—CI и
R2—C2.
При включении реле РВ2 включается и становится на
самопитание контактор КЛ1 (рис. 13-13,6), вследствие
чего пускается первая группа двигателей. При
отключении реле РВ2 включается контактор КЛ2, и пускается
вторая группа двигателен, затем включается контактор
КЛЗ и т. п. Срабатывание последнего контактора
(в данном примере КЛ5) отключает пульс-пару от сети.
13-6. БЛОКИРОВКИ, АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ
И СИГНАЛИЗАЦИЯ НА СТАНОЧНЫХ ЛИНИЯХ
Для правильного выполнения заданнон
последовательности движений, обусловленных технологическим
процессом, и исключения возможности поломок
должны осуществляться определенная связь и блокировки
между отдельными станками линии,
транспортирующими и зажимными устройствами. Наиболее приемлемой и
гибкой является электрическая связь благодаря
компактности аппаратуры, дистанционному управлению,
легкости замены аппаратов и др.
Различают блокировки рабочего цикла (цикловые),
действующие только в автоматических режимах, и нала-
Зв4

дочные. В отличие от командных связей цикловые
блокировки не приводят непосредственно к каким-либо
действиям или движениям, а только запрещают или
разрешают их. Например, блокировочные связи делают
вочможным: I) но;;вод силовых головок лишь в том
случае, когд.ч обрабатываемая деталь зафпкснровсп а п
зажата, 2) отжаше детален юлько пос ie отхода силовых
головок в исходное положение; 3) пуск транспортера
лишь при условии отжатия детален и вывода фиксир>ю-
щпх шпилек; 4) поворот стола только при нахождении
транспортера р исходном положении и т. д.
Наибольшую эффективность дают блокировки при
осуществлении их в функции прямых показателей
контролируемых объектов или параметров. С ^той целью
чаще всего используются путевые переключатели и реле
давления. Первые контролируют положение подвижных
узлов отдельных механизмов линии, а вторые
срабатывают, когда силовые головки с гидроприводом встречают
препятствие на пути своего движения или когда
достигнут заданный уровень давления в зажимном устройстве.
Наладочные блокировки применяются для
обеспечения безопасности при наладке станков липни и
предотвращения различных поломок механизмов
вследствие неправильных действии оператора. Они осуществ-
лпотея включением в наладочные цепи последовательно
с кнопками управления контактов других аппаратов, что
позволяет выводить или, наоборот, вводить в работу
любой станок линии пли группу станков в любом
сочетании.
Для облегчения труда оператора по наблюдению за
состоянием липни, предупреждению и нахождению
неисправностей," которые могли бы привести к поломкам
инструмента или аварийному останову, в схемах
управлении линиями применяются различные устройства
автоматического контроля. Эти устройства состоят из
датчиков, преобразующих изменения контролируемых
параметров в электрические сигналы, которые через
усилители воздействуют па аппаратуру управления.
Многочисленные устройства контроля по своему назначению можно
разделить на три основные группы: контролирующие
темп работы линии и начало цикла; размеры
обрабатываемых деталей; целость и износ инстр> мента.
Контроль темпа работы применяют в
сложных линиях (рис. 13-14, а). В автоматическом режиме
25-612 . 385

контакт реле PAP замкнут. С началом цикл:-' лгпии
замыкается контакт реле РД1, включая реле времени
РВТ, выдержка времени которого превышает вре\:н
цикла линии. Если хотя бы один агрегат за установленное
время не возвращается в исходное положение, то реле
РВТ срабатывает, отключает линию и дает сигнал о
задержке темпа. При возвращении всех агрегатов в
исходное положение в
установленное время это реле
отключается контактом
реле РИЛ.
Очень часто в
автоматических линиях
станки одной группы
начинают цикл одновременно.
Однако если какой-либо
станок остался в
исходном положении, то может
получиться <5рак в
обработке деталей. Поэтому
применяют контроль
начала цикла в функции
времени (рис. 13-14,6).
В исходном положенпч
агрегатов замкнуты
контакты переключателей
КИ1, КПЗ... и контакт
реле РАР. При подаче
команды на начало цикла
срабатывает реле РЦ и своим контактом подключает
реле РНЦ, которое становится на самопитапие и включает
электронное реле времени РВЭ, дающее при включении
выдержку времени в несколько секунд. Если какой-либо
станок остался в исходном положении, то будет замкнут
соответствующий .этому станку контакт КИ, останется
включенным и реле РНЦ. Реле РВЭ сработает, подавая
сигнал на включение реле контроля РК1, РК2..., что
приводит к запрещению начала следующего цикла работы
линии (см рис. 13-5, а).
В станочных линиях различают два вида автогатиче-
ского контроля размеров: пассивный и активный. При
п-ассивном контроле в случае отклонения
размеров от заданных значений происходит прекращение
обработки, и отдельные агрегаты или вся линия останавли-

ваются. При активном контроле сначала
подается команда на автоматическую подналадку
инструмента в связи с его износом, а когда нужный
размер будет достигнут, подается команда на прекращение
подналадки.
В обоих случаях контроля чаще всего применяют
электроконтактные датчики размеров
(электроконтактные головки). Для увеличения срока службы таких
датчиков ток в цепи их контактов должен быть мал,
поэтому они включаются в схему через полупроводниковые
усилители (см. схему на рис. 11-9,6).
Режущие инструменты, число которых на станочных
линиях исчисляется сотнями, в процессе обработки
деталей изнашиваются, могут ломаться, во избежание
брака надо следить за их состоянием и своевременно
менять. Для облегчения работы операторов
применяется автоматический контроль износа и
целости инструмента. Инструменты, имеющие примерно
одинаковую стойкость, разбиваются на группы, и
контроль за их износом производится путем подсчета числа
циклов, отработанных этими инструментами. Когда
число циклов достигнет установленного значения,
специальный прибор подает в схему управления сигнал на смену
соответствующих инструментов.
Контроль целости инструмента производится
посредством автоматического ощупывания инструмента
специальными щупами в конце каждого цикла обработки.
В схемах управления автоматическими линиями,
которые могут состоять из десятков станков и механизмов,
применяется большое количество различных
электрических аппаратов, и в случае возникновения
неисправностей приходится тратить гораздо больше времени на их
нахождение, нежели на устранение этих неисправностей.
Для облегчения наблюдения за работой механизмов,
а также для ускорения отыскания причин и мест
неисправностей на автоматических линиях широко
применяются сигнальные устройства Наибольшее
распространение в схемах управления линиями получила световая
сигнализация с помощью сигнальных ламп различной
мощности и габаритов, которые устанавливаются на
пультах и в шкафах управления. Звуковая сигнализация
в станочных линиях применяется реже. В качестве
сигнальных устройств в таких случаях применяют
электрические сирены или гудки, извещающие о начале работы
25* 387

линии, о нарушениях, связанных с опасностью для
обслуживающего персонала, и т. п.
По своему назначению сигнализация
подразделяется на два вида: известите л ьную — для
наблюдения за состоянием и положением механизмов линии и
аварийно-предупредительную,
сигнализирующую о срабатывании различных контрольных устройств
При световой сигнализа
ции о состоянии
контролируемого объекта наг
более удобным является
использование мигания
сигнальных ламп при
срабатывании
контрольных устройств. В данном
случае световое состоя
ние ламп будет означать:
горение вполнакала —
целость нити накала
лампы:' полный накал — нор
мальное состояние
контролируемого объекта;
мигание — аварийное со-
Рис 13 15. Схема сигнализации о ст°$'1|Ие-
выполненных движениях. В станках,
выполняющих большое число
движений за один цикл,
например^ при глубоком сверлении, недостаточно
знать," в каком положении находятся
подвижные элементы станка в момент останова линии. В этом
случае оператор должен знать, какие движения
совершались Схема сигнализации о выполненных движениях
показана на рис. 13-5. После подачи команды на первое
движение (например, на быстрый подвод БП)
замыкается контакт К1, и загорается вполнакала сигнальная
лампа ЛС1. После окончания этого движения подается
команда на следующее движение (предположим, на
черновую подачу ЧП), одновременно замыкаются
контакты К2, и лампа ЛС1 включается на полное напряжение,
а лампа ЛС2 загорается вполнакала. Когда закончится
второе движение, то замкнутся контакты A3 (команда
на доводочную подачу ДП)\ и лампа ЛС2 загорится
ярко, а лампа ЛСЗ—вполнакала и т д. Электроаппараты
контроля А/, К2 и т. д. в данной схеме остаются

включенными до конца цикла, поэтому после останова
линии ярко горящие лампы буд>т указывать
закопченные движения, а торящие вполнакала — незаконченные.
Проверка исправности сигнальных ламп производится
нажатием кнопки КУ, которая одновременно подает
полное напряжение на все лампы через диоды Д1—ДЗ.
Глава четырнадцатая
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ УСТАНОВОК
ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ И УЛЬТРАЗВУКОВОЙ
ОБРАБОТКИ
14-1. УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ
Электроэрозионная обработка стали, твердых
сплавов и других токопроводящнх материалов является
одной из разновидностей электротехнологии — методов
размерной обработки, в основу которых положено
использование термического, химического или
комбинированною действия электрического тока. Она применяется
в тех случаях, когда обработка- материалов обычными
механическими способами резания связана с большими
трудностями, а подчас н вообще невозможна.
Электроэрозионная обработка основана на эффекте
полезного съема металла с обрабатываемой заготовки
в результате теплового воздействия коротких во
времени униполярных импульсов электрической энергии. Эта
энергия выделяется в канале электрического разряда
между поверхностью заготовки (детали) -и"электродом—
инструментом, погруженным в жидкую среду (керосин,
соляровые или машинные масла, дистиллированную и
техническую воду). Следующие друг за другом через
промежуток электрод — заготовка импульсные разряды
с амплитудой тока в сотни и тысячи ампер выплавляют
и испаряют микропорции материала заготовки. Капли
и пары расплавленного материала благодаря
избыточному давлению в области разряда выбрасываются за ее
пределы и застывают в рабочей жидкости в виде мелких
частиц, не осаждаясь на электроде-инструменте.
Последний, таким образом, получает возможность внедряться в
заготовку. Весьма ценно то, что при электроэрозионной
обработке отсутствует необходимость в инструментах

более твердых, чем обрабатываемый материал. Любые
материалы могут быть обработаны
электродами-инструментами из меди, латуни, алюминия, чугуна и графптп-
рованного материала, изготовленными на обычных
металлорежущих станках. Электрод-инструмент при
электроэрозионной обработке служит для подведет i
импульсов электрической энергии к определенным
участкам заготовки. Механического воздействия на деталь
он не оказывает. Операции, выполняемые таким
способом, получили название копировально-прошивочных.
Различают два вида электроэрозионной обработки:
электроимпульсную, при которой используется дуговая
форма электрического разряда, и электроискровую, для
которой типична искровая форма разряда. При
электроискровой обработке импульсами (с энергией
импульса от сотых долей до единиц джоулей и
продолжительностью ta<l0~4 с) большой частоты (до
десятков и сотен килогерц) деталь, как правило, является
анодом (так называемая прямая полярность).
Электроимпульсная обработка производится более
широкими импульсами (с энергией от единиц до
нескольких десятков джоулей и /и>10~4 с) меньшей
частоты (до сотен и тысяч герц) и обычно при обратной
полярности, когда деталь является катодом.
Производительность электроэрозионной обработки —
количество снимаемого с детали металла в единицу
времени и износ электрода-инструмента зависят от мошно-
сти, частоты и длительности импульсов, их полярности
и формы, состава рабочей жидкости, материала
детали и инструмента. Поэтому для каждого конкретного
случая обработки имеется свои оптимальный режим,
т.е. наилучшее сочетание упомянутых факторов.
Электроэрозионная обработка используется при
производстве деталей электрических машин для
прошивания отверстий (круглых и сложного профиля), прореза-
ния канавок, пазов и шлицев, изготовления матриц
штампов, обработки полостей пресс-форм, изготовления и
профилирования твердосплавных резцов, шлифования
плоскостей постоянных магнитов и т. д.
Электроимпульсная обработка производительнее и экономически
выгоднее электроискровой благодаря использованию более
мощных импульсов. В свою очередь электроискровая
обработка позволяет получить более высокую точность
и чистоту поверхности.
390

Электроэрозионные станки. Электроэрозионная
обработка производится на станках, которые делятся на
копировально-прошивочные, шлифовальные, разрезные
и специальные. Наибольшее распространение получили
копировально-прошивочные станки, которые могут быть
в обычном исполнении, повышенной точности и
прецизионными. К станкам этой группы относятся, такие,
например, как тяжелый электроимпульсный станок модели
4726, потребляющий мощность 60 кВт, на котором
можно обрабатывать детали массой до 9800 кг (ковочные
штампы, пресс-формы и всевозможные детали сложного
профиля) с наибольшей производительностью до
10 см3/мин при четвертом классе чистоты поверхности
(по стали). Электроискровой станок повышенной
точности модели 183 имеет мощность 7 кВт и предназначен
для деталей массой до 250 кг при производительности
до 0,02 г/мин в режиме обработки с чистотой
поверхности пятого класса (по стали). Прецизионный
электроэрозионный станок модели 150 мощностью 0,8 кВт
служит для получения малых отверстий с точностью
расположения их центров ±0,003 мм.
На рис. 14-1 показан универсальный станок модели
183. Его основные узлы: основание / со стойкой 10;
ванна 2 с рабочей жидкостью; продольный суппорт 8 с
поворотным кругом, перемещающийся по направляющим
9 стойки; поперечный суппорт с рабочей головкой 7,
который может перемещаться по направляющим 6,
закрепленным на поворотном круге; электрододержатель
5; стол 3, укрепленный на жестком угловом
кронштейне 4 стойки (между столом и кронштейном проложена
изоляционная плита); панель управления //. Механизм
подачи с электроприводом, находящийся в рабочей
головке, обеспечивает движение подачи
электрода-инструмента по продольной оси головки. На столе станка
могут устанавливаться детали с размерами до 1100Х
X 400XI20 мм.
После закрепления детали на столе производят
настройку положения электрода-инструмента при помощи
маховичков Затем ванну с жидкостью поднимают, пока
деталь не погрузится полностью в жидкость. Далее
включают ток и опускают электрод-инструмент до
появления первых искровых разрядов. Дальнейшая
обработка по направлению подаЧи электрода происходит
автоматически под наблюдением по приборам.

На станке модели 183 могут выполняться
разнообразные операции, в том числе перечисленные выше,
включая шлифование (с применением приспособлений
к станку).
Рис 14-1 Эле
троэр(
183.
Генераторы импульсов. Для нормального хода
процесса размерной электроэрозионной обработки
необходимо, чтобы через промежуток между
электродом-инструментом и деталью проходил стабильно
поддерживаемый импульсный ток и предупреждался бы
392

переход импульсного разряда в непрерывный дуговой
разряд. Формирование импульсов тока осуществляется
с помощью специальных генераторов импульсов. В
настоящее время применяют многочисленные схемы
таких генераторов, отличающихся друг от друга по
принципу действия и по производимому ими
технологическому эффекту.
Рис. 14-2. Принципиальные
эрозионных станков
Рассмотрим некоторые типичные варианты
генераторов импульсов, принципиальные схемы которых
приведены на рис 14-2.
В релаксационном генераторе типа RC (рис 14-2, а)
от источника постоянного тока ИПТ с напряжением
100—250 В через токоограничивающее сопротивление R
конденсатор С запасает некоторое количество энергии
Напряжение на конденсаторе повышается до Umh при
котором происходит пробой промежутка между
электродом-инструментом Э и деталью Д Запасенная в
конденсаторе энергия выделяется в промежутке Э — Д в виде
импульса тока /,,. По мере разряда конденсатора
напряжение на нем падает и через некоторое время
становится меньше значения, при котором может
поддерживаться проводящее состояние промежутка Э — Д. Ток 1„
быстро уменьшается, а затем прекращается. Сразу же
начинается заряд конденсатора, и описанный процесс
393

повторяется с определенной частотой, зависящей от
параметров схемы. Регулирование частоты следования и
параметров импульсов осуществляется путем изменения
емкости конденсатора С (подключением разных
конденсаторов) Генератор RC дает импульсы большой
частоты (до 200 Гц) и скважности. Скважность q импульса—
отношение интервала времени между соседними
импульсами ко времени существования импульса. 'Большой
скважностью обычно считают значения 30—10></>5
(типично для электроискровой обработки), малой —
</<5 (типично для электроимпульсной обработки).
Средняя мощность генераторов типа RC — от 0,05 до
10 кВт. Основные их достоинства — простота и
надежность. *
На рис. 14-2,6 приведена принципиальная схема
машинного генератора импульсов типа МГИ. Импульс
энергии подается на промежуток Э — Д через токоог-
раничивающее сопротивление R от специального
индукторного генератора МГИ на частоту 400 Гц со щеточным
коммутатором для получения униполярного
напряжения на выходе генератора. Генераторы такого типа дают
мощные импульсы (десятки киловатт) с малой
скважностью и применяются для режимов черновой
обработки Другие конструкции машинных индукторных
генераторов типа МГИ рассчитаны на более высокие частоты.
В настоящее время распространение получили также
широкодиапазонные генераторы импульсов на
транзисторах (рис. 14-2,в). Задающий частоту импульсов
генератор ЗГ через промежуточный усилитель ПУ
отпирает на заданное время силовой транзисторный блок
СБ (большое число транзисторов здесь включено
параллельно; они работают в режиме ключа). Блок СБ
присоединен к источнику питания ИП (выпрямителю) с
напряжением 50—60 В. Одновременно поджигающий
блок ПБ выдает короткий импульс напряжения
амплитудой 150—300 В (поджигающий импульс), который
пробивает промежуток Э — Д Теперь по промежутку
3 — Д по цепи от источника питания ИП через блок
СБ и разделительный диод ДР проходит импульс тока
заданной формы, амплитуды и длительности. Широко-
диапазонные транзисторные генераторы импульсов типа
ШГИ обеспечивают среднюю мощность на выходе до
4 кВт при частотах от 0,1 до 440 кГц при любой
требуемой скважности импульсов.

Автоматические регуляторы. В процессе
электроэрозионной обработки по мере удаления материала
обрабатываемой детали и износа электрода-инструмента
происходит увеличение промежутка Э — Д. Поэтому
необходимо непрерывное сближение электрода с деталью.
Оио обеспечивается при помощи автоматического
регулятора подачи электрода, поддерживающего
определенную величину промежутка Э— Д, соответствующую
заданному режиму
обработки.
На рис. 14-3, а
показана электрическая
схема простейшего
автоматического регулятора с
так называемым
непосредственным
включением (без усилителя). Для
привода подачи
электрода-инструмента
используется двигатель
постоянного тока с независимым
возбуждением. Якорь
двигателя Д включен в дна-.
гональ моста, плечи ко-
торого образованы по-
тенциометром Rver, TOKO- Рис ,4.3 Электрические схемы
ограничивающим рези- автоматических регуляторов элскт-
стором R генератора им- роэрозпонных станков,
пульсов типа RC и
разрядным промежутком
Э — Д. Обмотка возбуждения двигателя ОВД питается
от источника постоянного тока генератора импульсов.
Двигатель Д — специального'исполнения обладает вы
сокой чувствительностью к изменению напряжения и
тока якоря. Напряжение и ток трогания двигателя не
более 3 В и 0,16 Л.
Контролируемым параметром для регулятора
является среднее напряжение на промежутке Э — Д. Если
режим обработки соответствует заданному, то мост
сбалансирован и двигатель неподвижен Когда среднее
напряжение на промежутке Э — Д отклоняется от
заданного в ту или иную сторону, на якоре двигателя
появляется напряжение соответствующей полярности,
двигатель начинает вращаться, перемещая при помощи
395

ходового винта электрод-инструмент в нужном
направлении. Заданное среднее напряжение устанавливается
потенциометром Rper.
С целью повышения чувствительности регулятора
применяют схемы питания якоря двигателя подачи
электрода через промежуточный усилитель
(электромашинный, транзисторный или тиристорный), на входе
которого производится измерение отклонения
контролируемого параметра от заданного значения."
Для примера на рис. 14-3,6 приведена схема
регулятора с элсктромашинным промежуточным усилителем.
В данном случае в качестве генератора импульсов
использован машинный генератор МГИ. Промежуточный
усилитель представляет собой небольшой генератор
постоянного тока Г с двумя обмотками возбуждения ОВ1
и ОВ2, приводимый во вращение асинхронным
двигателем Д1 с короткозамкнутым ротором. Генератор Г
питает якорь двигателя Д подачи
электрода-инструмента.
Обмотка ОВ1 включена через потенциометр R1 на
падение напряжения в токоограничивающем резисторе
R, пропорциональное току через промежуток Э — Д.
Обмотка ОВ2 включена через потенциометр R2 на
напряжение этого промежутка. При этом МДС обмоток
направлены встречно. В нормальном (заданном)
режиме обработки результирующая МДС FT генератора Г
равна нулю. Если промежуток Э-—Д увеличится, то
соответственно возрастет напряжение на нем, а ток
уменьшится. В результате появится МДС /ч<0,
генератор возбудится, что приведет к троганию двигателя Д
и перемещению электрода-инструмента в сторону
уменьшения промежутка Э — Д. При Fr>0 движение
электрода-инструмента будет совершаться в
противоположном направлении.
Электрические схемы. Основными элементами
электрической части электроэрозионного станка являются
генератор импульсов, автоматический регулятор подачи,
вспомогательные электроприводы подъема ванны,
перемещения рабочей головки и других узлов станка,
устройства для регулирования режимов обработки,
контроля и защиты.
На рис. 14-4 приведена электрическая схема копиро-
вально-прошивочного электроэрозионного станка общего
назначения модели I8M2. Мощность, потребляемая стан-
396

ком, не более 7 кВ-А. Объем рабочем жидкости
(соляровое масло) 250 л.
Двигатель Д1 перемещения ванны с рабочей
жидкостью асинхронны», с короткозамкнутым ротором.
К сети 380 В двигатель подключается реверсивными
контакторами Д77 и КО. О наличии напряжения сети
сигнализирует лампа ЛС1. Для подъема ванны
двигатель Д/ включается кнопкой КнП, для ее опускания—
кнопкой КнО. Конечные выключатели ВКП и ВКО
ограничивают предельные положения ванны. На схеме
обозначены: КРС1 н КРС2 — контактные разъемные
соединения (Ш — штырь, Г — гнездо).
Питание RC-генераторов импульсов ГИ
осуществляется от источника постоянного тока (генератора или
выпрямителя) с выходным напряжением 220 В (на схеме
не показан).
Установка рабочей частоты импульсов производится
кнопками с защелкой КнР1 — КнР5, которые
подключают конденсаторы С1 — С5 к промежутку электрод —
деталь (Э — Д). При этом каждому конденсатору
будет соответствовать определенный токоограничивающий
резистор R1— R5. Конденсатор С6 и резистор R6
включены постоянно. Таким образом, можно задать шесть
режимов обработки по частоте. Для самого тонкого
режима применяют комбинацию С6, R6 при
выключенных кнопках 1\нР1 — КнР5.
Автоматический регулятор подачи электродов с
двигателем Д выполнен по рассмотренной выше схеме (рис.
14-3,о). Задание среднего напряжения на промежутке
Э — Д осуществляется при помощи потенциометра R7.
Для контроля служит вольтметр V при правом
положении переключателя /7. В левом положении
переключателя контролируется напряжение питания
генератора Г/Л
Работа схемы происходит следующим образом. Для
подъема ванны нажимается кнопка КнП, включаются
контактор КП и двигатель Д1. Ванна поднимается. По
достижении ею требуемого положения кнопку КнП
отпускают, и ванна останавливается. В рабочем
положении ванны контакт конечного выключателя ВКР
замкнется, поэтому будет подано напряжение на цепь
катушки контактора КГ. Если предварительно был
включен источник питания постоянного тока 220 В, то
после нажатия на кнопку КнГ включится контактор КГ
398

и присоединит ГИ к источнику питания. При этом вьлго-
чится реле напряжения РИ и загорится сигнальная
лампа ЛС2, контакт РН заблокирует кнопку КнГ. На
обмотку возбуждения ОВД двигателя Д будет подано
напряжение 220 В.
Поскольку электрод Э отведен от детали Д, на якорь
двигателя Д через ползунок потенциометра R7 подается
часть напряжения источника питания, и двигатель
перемещает электрод по направлению к поверхности детали.
Когда электрод приблизится к детали настолько, что
произойдет пробой промежутка Э—Д, начнется рабочий
процесс электроэрозионной обработки при
автоматическом поддерживании регулятором заданного режима.
Нажатие на кнопку реверса КнРП прерывает рабочий
процесс, так как один конец обмотки якоря двигателя Л
переключается с отрицательного электрода на
положительный "полюс источника, двигатель реверсируется и
отводит электрод от детали.-
Электрические схемы многих электроэрознонных
станков других моделей подобны рассмотренной.
Например, схема станка модели 183, показанного на рис. 14-1,
отличается по существу лишь наличием еще одного
двигателя перемещения продольного суппорта. В ряде
случаев в электрической схеме предусматривается
подключение разных генераторов импульсов для
расширения технологических возможностей станка.
14-2. УСТАНОВКИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ
Этот вид обработки металлов и твердых материалов
основан на использовании упругих колебаний со
сверхзвуковой частотой — ультразвуковых колебаний Для
промышленных ультразвуковых станков и установок
обычно характерны частоты 16—30 кГц
Можно назвать две разновидности ультразвуковой
обработки- размерною обработку на станках с
применением инструментов и очистку в ваннах с жидкой
средой.
Основным рабочим механизмом ультразвукового
станка служит акустический узел, назначение
которого— приведение рабочего торца инструмента в
колебательное движение Упрощенная схема устройства
акустического узла представлена на рис. 14-5.

Акустический узел (головка) получает энергию or
генератора электрических колебаний, в качестве
которого применяется обычно ламповый генератор (см.
§ 1-4). Главным элементом акустического узла является
пьезоэлектрический или магнитострикционный
преобразователь энергии электрических колебаний в энергию
механических упругих колебаний —вибратор. На рис.
14-5 изображен
магнитострикционный вибратор 3, в
обмотку 2 которого
подается ток ультразвуковой
частоты. Колебания
вибратора, который попеременно
удлиняется и укорачивается
с ультразвуковой частотой в
направлении магнитного
поля обмотки, усиливаются
концентратором 7
(акустическим волноводом),
присоединенным к торцу
вибратора. К концентратору
крепится стальной инструмент
8 так, чтобы между его
торцом и обрабатываемой
деталью 9 оставался зазор.
Вибратор помещается в
эбонитовый кожух 5,
охлаждаемый по трубкам 4 и 6
водой.
При обработке отверстия инструмент 8 должен иметь
форму заданного сечения отверстия. В пространство
между торцом инструмента и обрабатываемой
поверхностью детали из сопла / подается жидкость, в которой
взвешены абразивные зерна. От колеблющегося торца
инструмента зерна абразива приобретают большую
скорость, ударяются о поверхность детали и выбивают
из нее мельчайшую стружку. По мере снятия слоев
материала происходит автоматическая подача
инструмента. Абразивная жидкость подается в зону обработки
под давлением и вымывает отходы обработки.
Промышленностью выпускаются различные
ультразвуковые станки, например прошивочные станки
моделей 4770, 4773А, универсальный станок модели 100А н
др. С помощью ультразвуковой технологии можно вы-

полнять такие операции, как прошивка, долбление,
сверление, резание, шлифование и т.д.
Ультразвуковые ванны применяют для очистки
поверхностей металлических деталей от продуктов
коррозии, пленок окислов, минеральных масел и т.п. Работа
ультразвуковой ванны основана на использовании
эффекта местных гидравлических ударов, возникающих в
\
"Hi
Рис. 14-6. Ультразвук»
жидкости под воздействием ультразвука. Устройство
ультразвуковой ванны схематически показано на рис.
14-6. Обрабатываемая деталь 7 погружается
(подвешивается) в бачок 4, заполненный жидкой моющей
средой 6, внутри которой от излучающего элемента 3
(диафрагмы) распространяются волны ультразвуковых
колебаний 5. Диафрагма соединена с магнитострикци-
онпым вибратором 2. Бачок установлен на подставке /.
Аппаратура ультразвуковых установок сравнительно
дорога, поэтому экономически целесообразно применять
ультразвуковую очистку небольших по размеру деталей
только в условиях массового производства.

Глава пятнадцатая
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ СТАНКОВ С ПРОГРАММНЫМ
УПРАВЛЕНИЕМ
15-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММНОМ УПРАВЛЕНИИ
СТАНКАМИ
Понятием программное управление станками
охватывают обычно такие способы автоматизации станков,
которые обеспечивают управление работой станка по
заранее подготовленным программам, причем одну
программу можно легко заменять другой без трудоемкой
переналадки станка. Носителями программы в этих
случаях служат наборы переключателей, бумажные
перфокарты и перфоленты, магнитные ленты и т. п.
Применение программного управления дает
значительный экономический эффект, особенно в мелко- и
среднесерийном производстве, и позволяет высвободить
большое число универсальных станков и
высококвалифицированных рабочих. На станках с программным
управлением автоматически в нужной
последовательности осуществляются поступательные и вращательные
движения рабочих органов: вращение шпинделя с
заданными скоростями в течение определенных
интервалов времени, точная установка рабочих органов па за-«
данные позиции, рабочие подачи на заданных участках
пути, вспомогательные перемещения суппортов, столов,
поворот на определенный угол -револьверных головок
и т. д.
Совокупность автоматических устройств,
реализующих программное управление станком, называют
системой программного управления (СПУ). При этом
различают системы циклового и числового
программного управления.
Системы циклового программного управления
(СЦПУ) —это наиболее простые СПУ. В таких
системах для цикла обработки детали программируют
последовательность и направления движений рабочих ор-
ганоп станка, т.е. ускоренных перемещений и движений
подачи, используемых при обработке данной детали,
скорости подач и главного движения. Перемещения
рабочих органов, необходимые для получения заданных
геометрических размеров обрабатываемой детали, уста-
402

навливают, передвигая вручную упоры, нажимающие
на путевые переключатели. Программа в СЦПУ обычно
задается при помощи различных устройств типа
штекерных панелей, наборов переключателей или кнопок,
многопозиционных барабанов и т. п. Системы такого ро-
используют для токарно-револьверных, некоторых
рных, токарных и других станков.
Рис. 15-1. Виды обработки при использовании позиционных (о), п
моугольных (б) и контурных (в) систем ЧПУ.
Для систем числового программного управления
(СЧПУ) применяют числовое задание программы, т.е.
в форме совокупности чисел, характеризующих
последовательность и необходимые перемещения рабочих
органов станка, а также скорости этих перемещений
Программу тем или иным способом записывают на
программоносителе—бумажной перфорированной ленте,
перфокарте или на магнитной ленте. Все СЧПУ делят
на три группы: позиционные, прямоугольные и
контурные системы.

Позиционные системы предназначены для установки
(позиционирования) инструмента (или детали) в
определенной последовательности в заданные положения —
позиции, характеризуемые их координатами на
плоскости или в пространстве. Подобные системы используют
на сверлильных, расточных и других станках.
Предположим, что на коордннатно-сверлильном
станке требуется обработать отверстия детали, показанные
на рис. 15-1, а. Каждое отверстие в программе задано
двумя числами — координатами его центра
относительно базовых координатных осей х и у, например
отверстие / — координатами Х\, у\ Если после обработки
отверстия 1 нужно переместить инструмент в позицию 2,
то программой задаются координаты лг2> iji или
приращения координат Д*2, А//2- Перемещения по каждой lit
координат могут отрабатываться одновременно или
последовательно с одинаковыми или различными
скоростями. Траектория движения инструмента из позиции /
в позиции 2, 3 и т.д. может быть любой; важно, чтобы
инструмент с заданной тАчностью был перемещен на
новую позицию.
Системы с прямоугольным формообразованием
(прямоугольные) используются при обработке деталей
ступенчатой формы, например валов на токарном станке
(рис. 15-1,6). Здесь также программируют отдельные
заданные точки плоскости' /, 2, 3, ..., 8, но продольная и
поперечная подачи разделены во времени, т.е.
включаются последовательно. Такие системы обеспечивают
и позиционирование как частный случаи. Применяют их
на расточных, токарных, фрезерных станках.
Очевидно, что упомянутые выше системы цикловою
управления выполняют по существу те же
функции, что и прямоугольные системы числового
управления.
В системах с криволинейным формообразованием
(контурных) программируется не только перемещение
по каждой координате, но й закон перемещения.
Системы используют на токарных и фрезерных станках для
обработки фасонных поверхностей. Например, при
токарной обработке тел вращения (рис. 15-1, в) подача s
резца в каждый момент времени получается сложением
продольной snp и поперечной snOn подач. Контурные
системы выполняют также функции прямоугольных и
позиционных систем.
404

Таблица 15-1
Составлен
Относител
фре
Кула
(б
t
f
не программ
ное располои
1
wv Фреза
ы обработки плоского кулач
ев».
о
100
99,9
99,7
л/
0
0,
0,
ка
1
2
0
10
20
Сущность способа числового задания программы
применительно к контурной системе рассмотрим
на.простейшем примере обработки фрезой профиля плоского
кулачка (см. рисунки в первом столбце табл. 15-1).
Траектория движения фрезы представляется в виде
ряда последовательных положений ее (опорных точек).
Каждое из этих положений характеризуется
расстоянием между осью фрезы и осью кулачка. Сам кулачок при
обработке поворачивается вокруг своей оси. В
промежутках между опорными точками фреза может
перемещаться по траектории, несколько отличной от заданной.
Однако, выбрав соответствующее число опорных точек,
можно свести это отличие до минимума,
обеспечивающего необходимую точность.
Существует несколько способов записи программы.
Самый простой из них — запись на движущемся с
постоянной скоростью программоносителе: в виде
цепочки отверстий—на перфоленте или намагниченных
штрихов — на магнитной ленте. Каждая из таких отметок на
ленте соответствует определенному перемещению инст-
405

румента, в рассматриваемом случае —перемещению оси
фрезы. Этот способ называют записью программы в
унитарном коде.
Пользуясь чертежом кулачка и зная диаметр фрезы,
будем находить расстояния Li между осями кулачка и
фрезы при повороте кулачка на один и тот же угол,
допустим, на 2° (за исходное примем положение, когда
оси фрезы и кулачка лежат на одной горизонтали).
Затем определим приращения-Д/, расстояний между
осями фрезы и кулачка за время поворота кулачка на угол
2°: A/i = L,—Lo, М2=^2—Ц и т.д. Таким образом,
будут найдены все опорные точки траектории фрезы, и
результаты расчета представятся во втором и третьем
столбцах Табл. 15-1. Выбрав достаточно малую
элементарную единицу перемещения, например 0,01 мм, и
разделив на нее величины Д/„ получим ряд чисел Nt,
которые заносим в четвертый столбец таблицы. Совокупность
чисел N-i и представляет собой программу работы
станка, записанную в числовом виде — в данном случае в
унитарном коде.
Далее программа переносится, например на
бумажную ленту. На каждом i-гл участке ленты,
соответствующем при ее движении повороту кулачка на угол 2°, по
одной дорожке ленты пробиваются отверстия. Число их
равно N,. Каждое отверстие в процессе работы станка
будет вызывать перемещение фрезы в данном случае на
0,01 мм. Частота следования отверстий на ленте
определяет скорость перемещения фрезы. Если направление
движения должно измениться на противоположное, то
используется пробивка отверстий на второй дорожке
ленты.
Если, например, обработка кулачка производится
путем одновременного перемещения фрезы по двум коор-
дннам х к у, а сам кулачок остается неподвижным, то
принцип записи программы сохраняется тем же. Нов
этом случае используются уже четыре дорожки ленты,
две для координаты х, две других для координаты у.
На каждом i-м участке ленты, т.е. для интервала
времени Ми пробивается Nxt и Nyi отверстий,
соответствующих перемещениям Да:, и Д/д.
Очевидно, по рассмотренному принципу можно
составить программы для позиционных и прямоугольных
систем ЧПУ, исходя из расстояний Lx и Ly,
отсчитываемых от некоторого начала координат или их прираще-
406

ний Д/s и Aly по отношению к начальной точке с
координатами Lxq и Lyo.
Унитарный код отличается простотой и удобен для
непосредственного управления приводами станка.
Однако он имеет существенный недостаток, заключающийся
в том, что при записи в этом коде может
потребоваться перфолента очень большой длины. Используя в ка-
15-2. Общая rrpyhTypt
ia управления станком
честве программоносителя магнитную ленту с
записанными на ней штрихами (импульсами)—аналогами
отверстий на перфоленте, удается получить несравненно
более плотную запись. Программа, записанная в
унитарном коде, относится к типу так называемых
декодированных программ.
В настоящее время, как правило, применяют при
записи программы на перфоленту или перфокарту
специальные числовые коды, позволяющие существенно
сократить длину программоносителя. Такие программы
называются кодированными.
Таким образом, при числовом представлении
программы она рассчитывается и задается в форме
отдельных, определенным образом закодированных
сигналов— команд. Программа определяется числом
сигналов и изменением этого числа с течением времени по
мере перемещения рабочих органов станка. Переналадка
станка с обработки одной детали на обработку другой
заключается лишь в смене программоносителя, на
котором записана нужная программа.
В общем виде структурная схема управления
станком с числовым программным управлением (ЧПУ)
показана на рис. 15-2. В этой схеме: УП— узел
программы; У У— узел управления; ИП—исполнительные
приводы; РО — рабочие органы станка; УАК — узел
активного контроля (обратная связь). Программа работы
станка, заданная в числовом виде, поступает в У П.
В этом узле для реализации заданной программы
команды, записанные на программоносителе, должны быть
407

«прочитаны». С этой целью УП снабжается
специальными считывающими устройствами, которые в
зависимости от способа записи программы представляют собой
набор щупов, фотоэлементов или магнитных головок.
По мере выполнения команд программоноситель должен
непрерывно или периодически перемещаться
относительно считывающего устройства.
В считывающем устройстве все воспринятые
команды (т.е. информация, необходимая для выполнениястан-
к«м заданного технологического процесса)
преобразуется в электрические импульсы, которые направляются в
узел управления УУ, где происходит расшифровка
команд, если те были кодированными. Кроме того, при
необходимости производится пополнение и уточнение
команд программы, их переработка, а также
преобразование в такую форму, которая была бы пригодна для
управления исполнительными приводами ИП.
Последние осуществляют движения рабочих органов РО
станка согласно заданной программе.
В .замкнутых СЧПУ результаты излтерения
фактического выполнения программы при помощи узла
активного контроля УАК преобразуются в электрические
сигналы, направляемые в УУ. Здесь сигналы,
поступающие из УП и УАК, сравниваются, т.е. заданная
программа сопоставляется с фактической, которая
отрабатывается станком. На основании такого сравнения
узел управления, воздействуя на ИП, стремится
устранить возникающие расхождения между заданной и
фактической программами.
В разомкнутых СЧПУ обратная связь, т.е. элемент
УАК, отсутствует. Поэтому разомкнутые системы в
принципе дают меньшую точность обработки деталей по
сравнению с замкнутыми системами. Однако их
большое достоинство — простота.
15-2. СИСТЕМЫ ЦИКЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Цикл обработки детали состоит из совокупности
основных и вспомогательных движений, повторяющихся
при обработке каждой аналогичной детали. Его можно
разделить на несколько этапов, на каждом из которых
осуществляются определенные перемещения рабочих
органов при заданных режимах обработки. Для"каждого
этапа требуется в общем случае своя схема управления
408

электроприводами станка. Она включает в себя
аппараты и приводы, один из которых работают на всех
этапах, а другие —на некоторых из них или только на
данном этапе (например, путевые переключатели, приводы
поперечной или продольной подачи, приводы ускоренных
перемещений и т.д.). Если на станке могут
осуществляться различные виды и циклы обработки, то
соответственно должно быть обеспечено получение необходимою
числа отдельных схем, удовлетворяющих всем
возможным случаям. Программирование при цикловом
управлении производится путем предварительного выбора
таких сочетаний отдельных схем, которые потребуются
для данного цикла обработки. Специальное устройство
вводит эти схемы в работу в нужной
последовательности.
В цикловых системах размеры, как правило,
контролируются малогабаритными путевыми
переключателями, на которые воздействуют расставляемые в нужных
местах упоры. Путевые переключатели обьединяются в
блоки для каждого вида перемещения (продольного,
поперечного, вертикального, кругового и т.п). Применяют
также и путевые командоаппараты.
Приводы главного движения и подач в станках с
цикловым управлением обычно выполняются от
асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (иногда
многоскоростных для главного движения) со ступенча-
тым. регулированием угловой скорости. Управление
подачами осуществляется при помощи электромагнитных
муфт, включаемых контакторами.
Рассмотрим один из наиболее распространенных
способов циклового программирования, основанный на
использовании штекерных коммутаторов для
предварительного набора программы и шагового искателя тел-е-
фонного типа для ее поэтапного ввода.
Схема панели штекерного коммутатора приведена
на рис. 15-3. Коммутатор состоит из горизонтальных и
вертикальных цепей и гнезд, каждое из которых имеет
по две половинки, присоединенные соответственно к
горизонтальной и вертикальной цепям. Эти цепи можно
соединить между собой, вставив в гнездо штырь
(штекер). В вертикальные цепи включены катушки
промежуточных реле РП1—РП15, 'горизонтальные цепи
соединены с контактами шагового искателя ШИ, по которым
перемещается его щетка. Вставляя штыри в соответст-
409

' вующпе гнезда, выбирают нужную последовательность
включения тех или иных промежуточных реле по этапам
цикла. Первому этапу отвечает позиция / щетки
искателя, второму — позиция 2 и т. д. Щетка автоматически
гередвнгается на следующую позицию после окончания
каждого этапа. Промежуточные реле РП1—РП15 при
их включении в определенной комбинации своими
контактами собирают необходимую на цаждом этапе
схему управления.
Реле РП1—РП15 сгруппированы по их назначению.
В качестве примера на рис. 15-3 показан вариант
управления токарным станком. Станок имеет продольное и
поперечное рабочие и ускоренные перемещения
суппорта (выбор направления и вида перемещения — при
помощи реле РП1—РП4 и РП5—РП8); возможно
переключение с рабочей подачи на медленную (реле РП9,
РП10 и РП11, PIJJ2); шпиндель имеет две ступени
угловой скорости (реле РП13, РП14). Указанной на
рисунке расстановкой штырей в гнезда запрограммирован
следующий цикл: 1) быстрый продольный подвод
суппорта к детали; 2) включение 1-й скорости шпинделя и
переключение на рабочую продольную подачу; 3)
переключение на медленную подачу в конце перехода; 4)
отключение продольной подачи и быстрый поперечный
отвод суппорта; 5) отключение поперечного движения и
быстрый продольный отвод суппорта; 6) отключение
продольного движения и быстрое поперечное
перемещение суппорта; 7) переход на медленную поперечную
подачу; 8) отключение поперечного перемещения в
исходном поло>»епии.'
Все включения и переключения подач и ускоренных
перемещении, реверсирование этих движений обычно
осуществляются в кинематических цепях станка при
помощи электромагнитных муфт и электромагнитов. Для
повышения точности остановки иногда применяют
тормозные электромагнитные муфты.
Работа программного устройства начинается после
подачи напряжения на его схему. На каждом этапе в
конце его срабатывает соответствующий путевой
переключатель, своим контактом он включает электромагнит
шагового искателя, и щетка искателя делает «шаг»,
перемещаясь на следующую позицию. В конце цикла на
позиции 8 щетки включается реле окончания цикла
РП15 и отключает всю схему управления станком, а
410

IIT
irr
sit
A~
Y
A~
Y
A"
Y
A"
Y
Y
A"
Y
A"
Y
A"
Y
A"
Y
<?■
A"
Y
A~
Y
t
Y
Y
Y
A"
Y
f
A"
Y
A"
Y
A"
Y
f
A"
Y
A"
Y
A"
Y
A"
Y
A"
Y
Y
f
t
+
+
+
+
f
4-
Y
+
f
Y
Y
f
Y
Y
f
4-
f
Y
Y
f
4-
Y
Y
+
Y
Y
+
4-
+
+

щетка шагового искателя возвращается в позицию /
Программное устройство готово к работе в следующс
цикле.
Для упрощения задания программы используют ил
кладпые перфокарты. Их накладывают на пан-ель шк
керного коммутатора, а штыри вставляют в гнезда че
рез отверстия в перфокарте. Отверстия в перфокарт,i\
пробивают специальным дыроколом или вручную
пробойником..
Вместо штекерных коммутаторов в ряде случаев ус
танавливают панели из рядов переключателей или к,но-
пок с фиксациеи. Назначение горизонтальных и верти
кальных рядов переключателей или кнопок аналогично
назначению рядоц, штекерного коммутатора.
Для поэтапного ввода программы применяют также
счетные схемы из контактных реле. Иногда использ>ют
бараба?1Ы с переставными кулачками,^ установленными
на поверхности барабана и воздействующими на
микропереключатели, а также ряд других устройств. Все
большее распространение .получают программируемые
бесконтактные командоаппараты серии УЛП (см. § 13-3).
15-3. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ СТАНКОВ С ЧПУ
Электроприводы главного движения станков с ЧПУ
выполняются обычно с электромеханическим
регулированием скорости, т.е. с несколькими механическими
ступенями, переключаемыми при помощи электромагнитных
муфт и ступенчатым или бесступенчатым электрическиг
регулированием в пределах каждой ступени.
Электроприводы подачи станков с- ЧПУ можно
разделить на четыре группы: приводы со ступенчатым ме
хапическим регулированием скорости, с бесступенчаты:.'
электрическим регулированием в широком диапазоне,
следящие и следяще-регулируемые, с шаговыми
двигателями. Первые три группы приводов использ>ются г
системах с обратной связью по положению рабочего
органа, т.е. в замкнутых системах.
Электропривод подачи со ступенчатым механичес
ким регулированием (рис. 15-4, а) используют, как
правило, в позиционных и прямоугольных системах ЧПУ с
обратной связью. Для переключения скоростей подачг
применяют электромагнитные муфты. Движение рабочей
подачи начинается после включения от СЧПУ электро-
412

магнитной муфты Эм1. Асинхронный двигатель с корот-
козамкнутым ротором Д приводит во вращение ходовои
винт ХВ, и стол С (или суппорт, шпиндельную бабку и
т. п.) начинает поступательное перемещение. При этом от
датчика положения ДП по каналу обратной связи ОС в
СЧПУ поступают сигналы о пройденном пути. При нод-
Рис. 15-4. Сх.
ЧПУ
ходе стола к конечному (по программе) положению
СЧПУ выдает команду на отключение муфты Эм1 и на
включение электромагнитной муфты Эм2, что вызывает
переход на медленное доводочное перемещение стола.
По достижении столом заданного положения следует
сигнал от СЧПУ на отключение муфты Эм'2, и стол С
останавливается. В такой схеме часто используют
электрическое или электромеханическое торможение для
повышения точности остановки.
Если для привода, подачи в позиционной или
прямоугольной системе ЧПУ применен двигатель Д с широ-
413

кнм диапазоном реагировании углово" скорое и' б.;ак>
даря питанию его от управляе\ч>го иреоГфазоватс. я Ц%
то схема привода будет иметь вид, показанный на рис
15-4,6.
По той же схеме в принципе выполняются следяпич
и следяще регулируемые .приводы подачи, применяемые
в контурных системах <ЧПУ. При наличии следящем <,
привода СЧПУ подает на преобразователь П, а значгл,
и на двигатель Д сигнал, который определяется
заданной скоростью подачи и разностью между заданным н
фактическим перемещением. Такая система привода \<с
только отрабатывает заданное полное перемещение
рабочего opiana станка (стола С в данном примере), но
и воспроизводит любой заданный закон изменения этою
перемещения во времени. Следяще-регулпруемый прпво.
отличается от следящего тем, что при определенпом зна
чении перемещения начинает работать как обычный
регулируемый привод, обеспечивая заданную скорость по
дачи па оставшейся части общего перемещения.
На рис. 15 4,в показана схема шагового привода
подачи. В этом случае в качестве двигателя Д исполь
зустся так называемый шаговый двигатель. От обычных
двигателей он отличается тем, что при получении от
СЧПУ через блок управления БУ командного импульса
поворачивает свой вал па некоторый малый угол — шаг
Число импульсов определяет значение перемещения, л
их частота — скорость подачи. Развиваемый шаговым
двигателем момент часто недостаточен для
перемещения подвижного элемента станка. Поэтому шаговый
двигатель работает в подобных случаях совместно с гидро
)силнтелем момента ГУ, который представляет собой
мощным гидродвигатель. Шаговый двигатель воздейст
вует на золотниковое устройство гндродвигателя Как
правило, снетегы с шаговыми двигателями
выполняются без обратной связи по положению, т.е. разомкнуты
ми. Они используются для станков с любыми СЧПУ.
Для следящих приводов станков с ЧПУ большое
значение имеет быстродействие двигателя. Оно оценивает
си отношением вращающего момента М, развиваемого
двигателем, к моменту инерции / якоря (ротора)
двигателя. Разработан ряд конструкций специальных
двигателей постоянного тока, у которых это отношение
намного больше, чем у двигателей обычного исполнения. На-
nmvcp, высокомомептный двигатель серии ПБВ (рис.

15-5) выполнен с возбуждением от постоянных феррнто-
рых магнитов (N и 5), что резко уменьшает потери в
двигателе и позволяет значительно сократить его
размеры и массу. Двигатель обычно изготовляют со
встроенным тахогеператором, а в некоторых конструкциях
предусматривают установку тормоза, который
автоматически фиксирует ротор при снятии питания. Таки-
1ие по габаритам вы-
. .. „...отелем электромагнитного возбуждения I
t двигателей . C0 Им) в угловых скоростях
двигателями оснащены комплектные тиристорные
приводы ЭТЗС16 на мощности от 0,75 до 5,5 кВт при
угловой скорости 100 рад/с.
У двигателя с гладким (беспазовым) якорем (рис.
15-6,а) обмотка якоря, который имеет малый диаметр,
уложена в несколько слоев на поверхность якоря и
залита эпоксидной смолой с ферромагнитным
наполнителем. Каждый слон обмотки стянут лептой из
стеклоткани. Благодаря отсутствию зубцов на якоре магнитный
поток двигателя увеличен вдвое по сравнению с двта-
'телем обычного исполнения. Двигатель имеет
увеличенный зазор, что уменьшает индуктивность якорной
обмотки и, следовательно, ускоряет протекание переходных
процессов нарастания н спадания тока в цепи якоря.
Такая конструкция позволяет облегчить работу
коллектора и улучшить охлаждение якоря. Это дало возможность
повысить максимальный вращающий момент двигателя
примерно в 4 раза и уменьшить момент инерции более
чем в 10 раз по сравнению с двигателями обычного
исполнения. Для возбуждения двигателей с гладким
якорем применены постоянные магниты с о'собо высокими
415

значениями остаточной магнитной индукции. Пи, анге
якоря осуществл;ется от тиристорного преобра сонате-
ля. Двигатели таьой конструкции серии ПГТ (со нстро-
енпы.ми тахогенераторами) выпускаются на %чи о'ос ir
от 90 Вт до 9 кВт, напряжения до 220 В и номш'алыч:
углов) ю скорость 300 рад/с.
Двигатель с печатным якорем (рис. 15-6,6) имеем ч
о июм из исполнений ротор 1 в виде диска из изо.чяцг-
Рис 15 6 Двигател!
ониого материала, покрытого с обеих сторон тонки i
слоем металла. На этом покрытии при изготовлении
ротора была отпечатана особой краской схема 2
проводников якоря и затем вытравлен весь металл,
оставшийся непокрытым. Постоянные магниты 5, создающие по
ток возбуждения двигателя, укреплены в подшипников! \
щитах 4. Щетки 5 непосредственно скользят по про
водникам якоря, которые таким образом одновременно
с ;ужат коллекторными пластинами. Благодаря такой
конструкции момент инерции ротора и индуктивность
обмотки якоря ьчень малы. Двигатели с печатным дис-
колым якорем пыпускаются на мощности до нескольких
десятков ватт, при 6 и 12 В и угловой скорости 300 -
350 рад/с. Разработаны также двигатели серии ПЯ с
печатным цилиндрическим якорем (ротор двигателя пред-
ciявляет co6oii полый цпчиидр из изоляционного мате
риала). Такие двигатели выпускаются на мощности <п
1 до 10 кВт при угловой скорости 300—360 рад/с и
напряжении НО В. Двигатели с печатным якорем такке
питаются от тирнсторных преобразователей.
Па рис. 15-7 показано устройство трехфазного пи
д^кторного реактивного шагового двигателя. В корпусе

/ двигателя помещен шихтованным статор, имеющий
шесть полюсных выступов 4 с зубцами 2, и реактивный
зубчатый ротор 5. Три обмотки управления двигателя
находятся на полюсных выступах статора. Каждая из
обмоток состоит из катушек, расположенных на четырех
полюсных выступах, попарно противоположных.
Обмотки управления в определенной последовательности
подключаются к источнику
постоянного тока. Между
собой обмотки
управления сдвинуты на один
полюсный выступ, так что
каждый полюсный выступ
статора охватывается
катушками смежных
обмоток управления. В
положении ротора, когда его
зубцы соосны с зубцами
одной диаметрально
расположенной пары
полюсных выступов статора,
+ У б
Шаговый
у р,
они смещены на + Уз зуб-
ЦОВОГО деления OTIIQCH- Jj£ ^^
телыю зубцов второй
пары полюсных выступов
и на —Уз зубцового деления относительно третьей пары
полюсных выступов. Поэтому каждому переключению
обмоток управления, когда ось результирующего
магнитного потока статора поворачивается на 7з зубцового
деления, соответствует поворот ротора также на '/з
зубцового деления, т. е. на один шаг. Направление
поворота зависит от очередности переключения обмоток. Если
же включать попеременно то одну обмотку, то две
обмотки сразу, шаг уменьшается вдвое.
Шаговые двигатели могут работать при их
подключении к источнику импульсов с частотой до 80С0 Гц и
более При больших частотах шагов прерывистость
движения полностью сглаживается Наибольшую частоту,
при которой чиповый двигатель, начиная работать, не
пропускает ни одного шага, называют частотой
приемистости дшчателя Например, двигатель ШД-4 имеет
частоту приемистости 800 Гц и наибольшую частоту
1200 Гц Он предназначен для работы с напряжением
27 В и развивает момент 0,25 Н-м при наибольшей ча-
27—612
417

стоте. Подобные двигатели работают с
гидроусилителями, которые развивают момент до 12—100 Н-м, а число
отрабатываемых импульсов доходит до 1200 в секунду.
Выпускаются также силовые четырехфазиые шаговые
двигатели с максимальным моментом до ПО Н-м, не
требующие применения гидроусилителен. Но частоi a
приемистости у таких двигателей не более 200—450 Гц.
'; г з
Рис. 15-8. UL
Включение обмоток шагового двигателя производиi-
ся при помощи специального устройства — блока упраи-
ления. Такой блок состоит из распределителя импульсов
и усилителен мощности. Получая информацию от СЧПУ
в виде сигналов унитарного кода, распределитель
импульсов вырабатывает m-фазную систему
прямоугольных управляющих импульсов напряжения, где /и
—число фаз шагового двигателя, и распределяет эти
импульсы в нужной последовательности по обмоткам шагового
двигателя. При этом управляющие импульсы перед
поступлением в обмотки двигателя предварительно
усиливаются транзисторными или тиристорными усилителями
мощности.
В станках с числовым управлением передача
движения от двигателя к рабочему органу осуществляется,
как правило, при помощи пары винт-гайка. Для
повышения точности такой передачи (а эта точность
особенно необходима для разомкнутых систем с шаговыми
двигателями) применяют шариковые винтовые пары
(рис 15-8). В конструкции, показанной па рис. 15-8, и,
ходовой винт 3 и гайка 2 имеют совпадающие
полукруглые винтовые канавки, заполненные по всей длине
стальными Шариками 4. Эти шарики передают
движение от впита к гайке. На шариковой ганке расположена
трубка возврата /, по которой шарики перекатываются
от конца гайки к началу. В такой паре трение скольже-
418

ния заменено трением качения, что значительно
повышает КПД пары и устраняет зазоры. Другой, более
эффективном, является конструкция, показанная па рис.
15-8,6. Здесь на винте / помещены две шариковые
гайки 2 и 4, межд> которыми расположена сильная
пружина 3 Она создает предварительный натяг между
винтом и гайкой, полностью устраняя зазор в винтовой паре.
15-4. СИСТЕМЫ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Процесс изготовления детали па станке с числовым
программным управлением включает в себя подютонку
программы, нвод ее в систему управления станком и,
наконец, отработку программы на станке. Организация
этого процесса может быть построена по двум основным
схемам, показанным на рис. 15-9.
По первой схеме (рис. 15-9, а) данные чертежа Ч
детали и технологии Т ее обработки вводят в ЭВМ
—цифровую электронно-вычислительную машину (цифровую
ЭВМ), которая выдает кодированную программу на
перфоленте ПЛ. В этой программе зафиксированы
координаты опорных точек обрабатываемого контура детали и
все другие необходимые команды. Перфолента- ПЛ
поступает в так называемый интерполятор И
(специализированное вычислительное устройство). По заданным
координатам опорных точек и заданному закону
движения в промежутках между опорными точками ннтерпо-

лятор заменяет любой контур детали отрезками прямых
или дуг окружности и производит определение
координат многочисленных промежуточных точек (в
настоящее время вместо интерполяторов широко применяюi
также малые универсальные электронные
вычислительные машины—мини-ЭВМ). После'этого выработанная
интерполятором и декодированная (расшифрованная)
программа записывается па магнитную ленту МЛ.ш Она
и вводится в СЧПУ станка, которая выдает
управляющие сигналы приводам подач станка ППХ, ППУ, ППг.
Вторая схема (рис. 15-9,6) относится к станкам с
высокой степенью автоматизации. Здесь полученная от
ЭВМ кодированная программа на перфоленте
непосредственно вводится в СЧПУ станка. После интерполятора
(или мини-ЭВМ), которые входят в данном случаев
СЧПУ станка, сигналы декодированной программы без
промежуточной записи на магнитную ленту подаются на
приводы подачи ППХ, ППУ, ППг.
Запись и считывание программ. Принципы
составления программы для станка с числовым управлением и
формы записи 'ее в декодированном виде (в унитарном
коде) па перфоленте или магнитной ленте были
рассмотрены в § 15-1. В общем случае программа переме-
У щений рабочих органов станка, выданная цифровой
ЭВМ или рассчитанная вручную, представляется на
перфоленте или в отдельных случаях на перфокарте в том
или ином числовом коде.
Наиболее прост двоичный код, который имеет два
знака: 1 и 0. При записи чисел на перфоленте в этом
коде на месте каждого знака 1 пробивается отверстие.
Па месте знака 0 ленту не пробивают. В двоичной
системе счисления любое число выражается комбинацией
только двух цифр 6 и 1 (так как число 2 представляет
собой единицу следующего разряда). Например, цеся-
тичпое число 201 в двоичной системе выразится как '
201 - 128 + 64 + 0 + 0 + 8 + 0 + 0 + 1 = 1 • 27 +
+ 0-21+ 1-2°= 11001001.
Недостаток двоичной системы по сравнению е
десятичной— примерно втрое большее количество знаков.
Поэтому на практике применяют обычно
двоично-десятичные коды, например код 8—4—2—1. В этом коде

цифры имеют двоичное обозначение, а все число
записывается как десятичное. Каждую цифру десятичной
системы при этом можно выразить в двоичном
обозначении четырьмя знаками, т.е. на перфоленте для
пробивки отверстий используются четыре дорожки Так, па
пятидорожечнои лечте (рис. 15-10) пробивка па 1-й до-
Дор.
I I
шВление
Число АХ -,
Ю1
0°
У
i—m
1
4
—
г"
1
Напра
лен
Рис. 15-10 Участок перфешм
рожке задает цифру 1, на 2-й—2, на 3-й—4 и па 4-й —
8. Таким образом, осуществляя в каждой строке ленты
от одной до четырех пробивок, можно задать в строке
любое число от 1 до 9. Подобным образом, используя
иеоб>однмое число строк, можно задать любую
числовую величину перемещения рабочего органа.
Каждому участку технологического цикла в
программе отводится определенная совокупность строк
перфоленты — кадр. Кроме перемещении на ленте или карте
отмечаются соответствующими пробивками:
направление движения рабочего органа, скорость, различные

вспомогательные команды. Для выделения участков
цикла и «адресов» команд используется 5-я дорожка.
Например, для программы, представленной па рис. 15-10,
пробивка па 5-и дорожке в сочетании с пробивкой на
1-й дорожке этой же строки соответствует началу
участка, на котором рабочий орган станка совершает
движение вдоль оси х (адрес —«координата х»), пробивка
на 5-й дорожке в сочетании с пробивкой па 2-й дорожке
соответствует началу участка с движением вдоль оси
у (адрес —«координата у») и т.д. На строке,
следующей за признаком адреса, задается направление
перемещения, например пробивка на 1-й дорожке —
движение «вперед», па 2-й дорожке — движение «назад». Пе-
ремешеьгае задается на следующих строках кадра,
например, на рис. 15-10 задано число:
Ал-= 8761 -8-103 + 7-102 + 6- Ю1-^ 1-10°.
Конец участка фиксируется пробивкой па 5-й
дорожке при отсутствии других пробивок в строке. Пробивки
па 5-й дорожке в сочетании с пробивками па 3-й или
4-н дорожках отвечают вспомогательным командам.
В настоящее время для СЧПУ станков наиболее
распространенным является международный код IS0-7bit
(рис. 15-11). Для записи применяется восьмидорожечная
перфолента шириной 25,4 мм. Здесь адресом совместно
с иодадресиым числом задают перемещение по х, у, z,
вил траектории (прямая, ду1а окружности), скорость
подачи и другие технологические и вспомогательные
команды. Цифры представляются в коле 8—4—2—1.
Для записи на пяти- или восьмидорожечпоп
телеграфной перфоленте используют автоматические
перфораторы ПЛ-80, управляемые цифровой ЭВМ, нлп
ручные перфораторы с клавпшпоп системой, как у
пишущей машинки. Оператор, читая таблицу с программен,
нажимает па клавиши п пробивает отверстия. В случае
ошибки отверстия заклеивают.
Считывание программы, записанной па перфоленте
(или перфокарте), производится обычно при помощи
чоитактиого или фотоэлектрического устройства. В
контактном устройстве (рис. 15-12,а) лепта 4 перемещает-
(Я по металлической контактной пластине 3. Когда
щетка / попадает в отверстие 2 перфоленты, цепь тока
замыкается, срабатывает контактное пли бесконтактное
реле, и в интерполятор поступает соответствующий сиг-
422

ISO-7 bit
A
С
n
E
F
_£_
H
К
L
M
N
0
p
R
s
r
и
V
w
X
z
9
ea
ее
ea
•
e •
« «
• e •
о е
e* «
«Ф «
о •
• • ••
• no
a)
«e
e •
e*«
e «
F
6)
ISO-7bit
0
1
z
3
¥
e
7
8
9
~%
(
NUL
Ш?
BS
HT
TF
£1
• •«
• «ее
« «
* о
• *
a
e
• *
••*
tie
%%%
Щ
• ••
•
"й
Пг
i
. j
eee
•
* •
1
Рис. 15-11. Программирование в коде ISO-7bit.
и — обозначение кода; б —запись на перфолент (два кадра).
нал. В бесконтактном устройстве (рис. 15-12,6) свет
лампы 5 через линзы 4.и отверстие 3 в перфоленте
2освещает фоторезистор /. При этом сопротивление
фоторезистора резко уменьшается, и включенное в его цепь
реле срабатывает. Перфолента протягивается через
считывающее устройство обычным путем перемотки с од-

накладысают на
LIDt и1фСДСГ1>И, IV.H 411L*'1U1\1 Дири/1\Ч\ m.^/^njk-n.11 1 Ul ruin 11
фокарты.
Преобразованная интерполятором (декодпроваии
программа для контурных СЧПУ записывается на к
ая)
маг-
нитной лепте при помощи кольцевой магнитной головки
(рис. 15-12, в) либо в виде последовательности
командных импульсов, т.е. в унитарном коде, либо в форме так
называемой фазовой записи синусоидальных или
импульсных напряжений. При фазовой записи угол сдвига
фаз управляющего напряжения относительно
некоторого опорного напряжения задает величину и
направление перемещения рабочего органа станка.
Когда через обмотку / записывающей магнитной
головки проходит импульс постоянного тока, на
ферромагнитном слое 2 ленты 3 возникают штрихи 4 попереч-
424

юто намагничивания. При пропускании тока через
обмотку 5 на ленте появляется импульс противоположной
лолярностн.
При воспроизведении записи на магнитном ленте пос-
тедияя протягивается под считывающей магнитной ю-
iobkoii (рнс. 15-12,г). Когда под головкой в зоне заэо-
ia проходит штрих записи, магнитный поток в
сердечнике головки резко изменяется, что вызывает появление
в обмогке 6 головки импульса ЭДС, которая далее
усиливается и используется для управления.
Каждая магнитная головка предназначена для
записи или считывания команд на одной дорожке магнитной
ленты. При записи в унитарном коде обычно отводят по
две дорожки для каждой координаты. При фазовой
записи для каждой координаты предусматривается своя до-
" рожка и, кроме того, еще одна дорожка используется для
записи вспомогательных команд. Таким образом, в за-
425

писывающем или считывающем устройстве
устанавливается блок магнитных головок, количество которых
определяется числом используемых дорожек магнитной
#епты.
Контурные СЧПУ с записью программы на
магнитной ленте. Как отмечалось ранее, такие СЧПУ
работают по декодированным программам. Запись в
унитарном ьоде нспольз>ется для станков с шаговыми двша-
телямн, фазовая запись — для стапьов со следящими
приводами.
Функциональная схема СЧПУ с программой в
унитарном коде (тайне системы называют импульсными)
показана на рис. 15-13,а (для одной координаты х).
В этой Системе магнитные головки МГХ+, МГХ-
считывают с магнитной лепты записанные .на пен импульсы и
направляют их в усилители ^лН Ух- и далее в
кольцевой электронный коммутатор ККХ. Коммутатор
распределяет импульсы по обмоткам шагового двигателя ШДХ
(в данном случае трехфазного), при этом каждый
управляющий импульс предварительно усиливается
усилителем мощности УМХ. В ответ на каждый поступивший
импульс шаговый двигатель отрабатывает
элементарное перемещение —шаг. Число импульсов определяет
перемещение, а частота их следования— скорость
подачи. Системы управления по двум другим координатам
у и z построены аналогично.
Функциональная схема СЧПУ с фазовой записью
программы (фазовой СЧПУ) изображена па рис 15-13,6
(также для одной координаты х). На четырех
дорожках магнитной ленты нанесены записи
синусоидальных напряжении. Они соответственно считываются
магнитными головками МГХ, МГУ, МГг и МГои. Нанряже
иие задающего сигнала для координаты х подается oi
головки М/\ на усилитель Ух и после него в так назы
ваемый фазовый детектор ФДХ. Сдвиг фазы Дфз,*
синусоиды задающего сигнала относитепьно опорного
напряжения при записи, как отмечалось выше,
определяет требуемое перемещение. Одновременно головьой
МГОП счнтывается напряжение опорного сигнала, кото
рое через усилитель УОп подается на входные обмотки
датчика обратной связи по перемещению — так
называемого вращающегося трансформатора ВТрх. С выход-
пых обмоток ВТрх синмае/ся синусоидальное
напряжение, сдвиг фазы которого Дфф* по отношению к опорио-

му напряжению пропорционален углу поворота ротора
ВТрх, т.е. фактическому перемещению рабочего органа
станка по координате х (вращающийся
трансформатор— микромашипа переменного тока, на статоре и
роторе которой расположены по две взаимно
перпендикулярные обмотки: входные—-на статоре и выходные —
па роторе). Напряжение с выходных обмоток ВТрх
подается на второй вход фазового детектора ФДХ.
Таким образом, на входы фазового детектора данной
координаты поступают два синусоидальных сигнала;
один из них определяет заданное перемещение
значением угла Аф3,ж, другой — фактическое перемещение
значением Дфф,ж- В ФДХ эти сигналы сравниваются, и в
зависимости от значения и знака раЗНОСТИ 6* = Дфз,;<:—Дфф,*
вырабатываются сигналы управления для привода
перемещения по координате х. Привод выполнен с питанием
двигателя Дх от преобразователя Пх. Получая сигнал
б*, привод перемещает рабочий орган так, чтобы
рассогласование между заданным и фактическим
положениями рабочего орг*ана исчезло. Аналогично выполнены и
работают узлы СЧПУ для других координат.
Недостатки СЧПУ с записью на магнитной лепте:
нельзя исправить или изменить изготовленную
программу; велик расход магнитной лепты при больших
перемещениях, поэтому все более расширяется применение
СЧПУ, в которые встроены интерполяторы или мини-
ЭВМ, т.е. по схеме на рис. 15-9,6, когда программа
вводится в СЧПУ в кодированном виде на перфоленте.
Позиционные и прямоугольные СЧПУ с
кодированными программами. В этих системах программа
вводится в кодированном виде с записью на перфоленте или
перфокарте. Интерполяторы для таких систем не
нужны. Вместо них используются различного рода счетные
устройства, сумматоры и регистры для хранения чисел.
Как правило, все эти устройства выполнены на основе
триггерпых ячеек с полупроводниковыми приборами.
По принципу работы различают позиционные и
прямоугольные СЧПУ с датчиками обратной связи, т.е.
замкнутые и разомкнутые.
Замкнутые системы имеют датчик обратной связи,
преобразующий перемещения рабочего органа либо в
форме последовательности импульсов, каждый из
которых отвечает элементарному перемещению (шагу),
либо в форме числового кода. Принцип действия одного

из наиболее распространенных датчиков обратной
связи иллюстрируется на рис. 15-14. Диск / датчика
механически соединен с подвижным узлом станка. Диск
(металлический) имеет радиальные прорези. При его
вращении поток света от лампы 2, падающий на
фотоэлемент 3, периодически прерывается. Поэтому от фотоэле-
О
/ Y_£*_
Рис. 15-14 Фотоэ/
ческий датчик обратне
связи.
мента в систему управления поступают импульсы тока,
которые и используются в качестве сигналов обратной
связи.
В управляющем устройстве системы есть узел сраь-
непия, в котором сравнивается число заданных
элементарных шагов с числом фактически отработанных.
Когда заданное перемещение будет отработано, система
выдаст команду на останов исполнительному приводу.
Скорости и направления перемещении задаются
отдельными командами. Кроме того, обычно применяется
снижение скорости подачи при подходе рабочего орган;'
к заданной точке На рис. 15-15 приведены графики
скорости v в зависимости от перемещения х. Показан
сличай, когда координата хи начального положения
рабочего органа меньше, чем заданного конечного
положения х,{ Привод включается в точке хи- Он разгоняется
до заданной скорости ур, затем следует движение с этоп
скоростью; за Axi»10 мм до конечного заданного по
ложения скорость снижается до значения v\, а затем м
Ах2 — до «потзучей» скорости v2. Величину vz
подбирают экспериментально при наладке стаька так, чтобы по
грешность за счет тормозного пути Дхт не превышал^

В разомкнутых позиционных и прямоугольных СЧПУ
используются шаговые двигатели. Здесь управляющее
устройство имеет счетчик, который считает импульсы,
подаваемые па двигатель. Когда счетчик переполняется
(т.е. отсчитано заданное число импульсов), подача нм-
нульсов прекращается, и двигатель останавливается.
Системы числового программного управления
изготовляют па специализированных заводах.
Конструктивно они выполняются из
унифицированных узлов в виде
отдельных пультов
управления. В позиционных
системах наибольшее
распространение получили пульты
управления «Координата
С-70» (рис. 15-16)—для
сверлильных станков,
«Координата Р-69» — для ко-
ордппатпо-расточных
станков, «Размер 2М»— для
тяжелых станков и др.
Пульты управления кон-
туриых систем для
токарных, фрезерных и ряда
других станков разделяются
на две группы: 1) без
встроенного интерполятора с
декодированной программой
на магнитной ленте — например пульт «Контур 4МИ»
для станков с шаговыми двигателями ШД-4; 2) со
встроенным интерполятором и кодированной программой
на перфоленте—например: пульт «Контур ЗП» для
станков с шаговыми двигателями ШД-4; пульт Н332
для станков со следящим приводом, выполненный на
элементах «Урал-10» и интегральных схемах «Логнка-2»;
пульт Ы551 на интегральных1 схемах (по принципу
специализированной вычислительной машины),
предназначенный для станков с шаговыми двигателями ШД-5
и др.
15-5. МКОГООПЕРАЦИОННЫЕ СТАНКИ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ
РОБОТЫ
В последние годы все большее распространение
получают стайки с автоматизированной сменой инструмен-

та— м и о гоопер а ц и о и и ы е станки
(обрабатывающие центры). Сменой инструмента управляет СЧПУ
по соответствующей рабочей программе.
Подобные станки выполняются с револьверными
головками либо с инструментальными
магазинами. Па рис. 15-17 показан узел
многооперационного станка для токарной и фрезерно-сверлнльной
обработки деталей тина тел вращения. Обрабатываемая
деталь закрепляется в шпинделе 3. Две револьверные
головки с инструментами для токарной обработки
(головка 2) и фрезерпо-сверлнлыюй обработки (головка 5)
430

расположены на шпиндельной бабке 4, которая может
поворачиваться на 360° вокруг вертикальной осн. Бабка
4 установлена на столе /, обеспечивающем движение
продольной и поперечной подачи.
Станки с инструментальными магазинами
оснащаются автооператорами, при помощи которых нужный
инструмент извлекается из магазина и устанавливается в
рабочее положение в шпинделе станка, а ранее
использованный инструмент возвращается на свое место в
магазине.
Качественно новым решением в автоматизации
процессов металлообработки явилось создание машин
нового технологического класса — универсальных
автономных манипуляторов с программным управлением —
промышленных роботов.
Промышленный робот представляет собой
механическую р>ку, т. е. техническое устройство,
предназначенное для автоматического воспроизведения двигательных
функций верхней конечности человека. Промышленные
роботы могут иметь до десяти степенен свободы и спо-
431

собиы осуществлять большое число операций по
захвату, перемещению и установке деталей. Роботы могут быть
выполнены как стационарными, так и подвижными. Ис-
полнительным элементом робота является захват. У
подвижных роботов в исполнительную часть входит также
механизм перемещения робота Все подвижные
элементы робота снабжены отдельными приводами
(электрическими, гидравлическими, пневматическими). Управле-
пие движениями робота осуществляется от системы
циклового или числового программного управления.
Применение промышленных роботов позволяет
заменять ими производственных рабочих на циклически
повторяющихся тяжелых и однообразных операциях,
стимулирует переход па прогрессивные методы поточного
производства и создает предпосылки для коренного
решения проблем автоматизации как отдельных
производственной операций, так и производства в целом
Па рис 15-18 схематически изображен один из
вариантов стационарного промышленного робота. Па
неподвижном основании / установлен стол 2 со стойкой 3
Стол может поворачиваться вокруг оси 0-0 По стойке
перемещается вдоль оси 0-0 каретка 4, несущая руку
робота 5. В свою очередь, рука может двигаться по
каретке вдоль оси 0[-0|. Кисть 6 руки с захватом 7
поворачивается относительно самой руки в двух
направлениях: вокруг осей 0,-01 и 02-02. Открытие и закрытие
захвата обеспечивается путем перемещения его
подвижных губок. Таким образом, не считая перемещения губок
захвата, показанный па рисунке робот имеет пять ctci с
ней свободы.
432

На рис. 15-19 показаны возможные компоновки
станков 2 с роботом / и накопителями 3. Стационарный
робот можно поставить для обслуживания одного (рис.
15-19, а) или нескольких станков (рис. 15-19,6),
подвижной робот может перемешаться вдоль фронта стан-
коз (рис. 15-19,в). Во всех этих случаях реализуется
участоь, па котором полностью автоматизированы все
основные н вспомогательные операции. Связав
подобного рода участки системами транспортировки деталей,
можно получить автоматические линии и цеха.
Промышленные роботы применяют также в кузнечно-
прессовом производстве, в литейных цехах, в
электросварочных, гальванических н окрасочных установках, в
сборочных цехах и т. д. _
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВЫХ МАШИН '
16-1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВЫХ
МАШИН
Основной недостаток обработки металлов резанием
состоит в том; что значительное количество металла
уходит в стружку. При обработке металлов давлением
(ковке, горячен и холодной штамповке, прессовании,
прокатке, волочении, гибке) снижаются отходы металла,
улучшаются механические свойства обрабатываемых деталей,
повышается производительность. Обработка
металлов и материалов давлением производится как в
горячем, так и в холодном состоянии. Особенно экономичен
второй способ, поскольку при этом исключаются затраты
на предварительный подогрев металла, сокращается
время обработки, отсутствуют потери на угар металла.
Все кузнечно-прессовые машины разделяются на
несколько основных групп: молоты, прессы, кривошипные
машины, кузнечно-штамновочиые автоматы для горячей
и холодной высадки.
Молоты. Кузнечные молоты предназначены для
деформации металла ударами падающих частей. Па
молотах выполняются все технологические операции
свободной ковки (осадка, вытяжка, прошивка, рубка и т. д.),
28-612 433

а также горячей штамповки. Наибольшее
распространение получили механические молоты с электрическим
приводом, применяемые главным образом в массовом
производстве, когда требуется изготовление большого
количества мелких несложных деталей.
В механических молотах ударное действие
осуществляется с помощью фракционного или крнзошипного
механизма, приводимого в движение электродвигателем
Соответственно различают два вида механических моло
тов- фрикционные и кривошипные.
В промышленности находят применение фрикционные
молоты с так называемой доской, на конце которой
закрепляется ударная баба. Вертикальные возвратно-по-
ол) нательные движения доске сообщаются фрикционным
механизмом, который при включении двигателя молота
поднимает ее вверх. При отключении двигателя в
верхней точке подъема доска освобождается, и баба подаст
вниз, нанося удар по заготовке. Такие молоты
изготовляются с массой падающих частей 200—3000 кг н
широко применяются для горячен штамповки.
В кривошипных молотах между кривошишю-шатуп-
ным механизмом электропривода и механизмом молота
помещается эластичное устройство в виде рессор,
пружин или резиновых буферов. Кривошипные молоты
применяются для свободной ковки мелких изделий, когда
требуется большое количество легких ударов, следующих
непрерывно один за другим. Масса падающих частей
таких молотов колеблется от 25 до 250 кг, частота ударов
200-500 в минуту.
Прессы. Отличие прессов от молотов заключается в
том, что деформация металла на прессах производится
постепенным давлением, а не ударом, поэтому не
требуется больших и сложных фундаментов, исключаются
сотрясения грунта и здании Па прессах выполняются
операции свободной ковьп, горячей и холодной штамповки.
Прессы разделяют на два основных вида:
гидравлические, в которых используется в качестве рабочей
жидкости вода под давлением до 20—30 МПа, а в тяжелых
прессах — до 50—60 МПа, и механические с
электроприводом
В механических прессах движение от двигателя к
Ползуну передается кривошипно-шатунным механизмом,
эксцентриками, фрикционной или реечной передачей и т. п.
На рис. 16-1 изображена кинематическая схема ковочно-

штамповочного кривошипного пресса. От
электродвигателя / чс] сз клшюременную передачу 2 (ее ведомый
шмш 10 является маховиком), шестерни 3, 4 и дисковую
муфт} 5 получает вращение кривошипный вал 6,
который при помощи шат>на 7 сообщает ползуну 8 перти-
ьальное перемещение. К ползуну крепится верхний
ПРО-
Устройсщо фрнкци-
ipecca
штамп, а к столу пресса — нижний штамп. Кривошипный
вал приходит в движение только тогда, когда включена
фрикционная муфта 5 с пневматическим нажимом.
Тормоз 9 служит для остановки кривошипного вала после
отключения муфты.
На рис. 16-2 показана упрощенная кинематическая
схема.фрикцпонного пресса. Двигатель / через клиноре-
менную передачу 2 непрерывно вращает два диска 3 и
4, которые попеременно прижимаются к маховику 5,
сидящему на вертикальном винте 6, связанном с ползуном
28*
435

7. Перемещение дисков производится пневмосисюмои,
управление которой осуществляется электромапштауц
Эм1 и Эм2. При включении электромагнита Эм1 к
маховику прижимается диск 3, и ползун движется вит,
когда сработает Эм2, го диском 4 махогшк будет Bpauivu,-
ся в обратную сторону, и ползун станет перемещаться
вверх.
' Механические
прессы— один из самых р,-к-
пространенных и
прогрессивных кузнечпо-прессо-
вых машин. В настоящее
время изготовляются ра \-
нообразные крпвошш.-
ные прессы с усилие'
60—80 000 кН и число-1
ходов ползуна до 90 в
минуту, винтовые
фрикционные прессы с усилн-
Рис. 16-3_ Устройство npecc-ai
мата с нижним приводом.
ем до 6000 кН и др. На
механических прессах
выполняется холодная
(листовая) и горячая
(объемная) штамповка, чеканка, выдавливание и
многие другие операции. Штамповка на механических
прессах имеет ряд преимуществ по сравнению со
штамповкой на молотах: более высокая производительность,
большая точность штамповки, меньший удельный
расход электроэнергии.
В штамповочных цехах электромашиностроительных
заводов для изготовления деталей электрических машин
методом холодной штамповки применяются
механические кривошипные прессы. В массовом производстве
электродвигателей для штамповки листов сердечников
статоров и роторов применяются специальные листо-
штамповочные пресс-автоматы с нижним приводом.
На рис. 16-3 показано устройство такого пресса. От
двигателя / через вариатор 2 и ременную передачу 3
вращение сообщается маховику 4 и кривошипному вал>
5, расположенному в нижней части пресса. Кривошипы
вала через цилиндрические колонки 7 сообщают возврат-
но-поступательное движение верхней траверсе 8, на
которой крепится верхняя половина штампа. Нижнюю
половину устанавливают на столе 9. Стальная полоса не-
436

ремсщается с помощью связанной с кривошипным валом
валковой передачи, состоящей из подающих 10 и
приемных 6 валков. Перемещение полосы валками
производится при ходе траверсы вверх, а при ходе вниз валки
неподвижны. Пресс-автоматы с нижним приводом
обладают высокой производительностью, доступным
расположением штампов и обеспечивают быструю переналадку
для штамповки деталей разных размеров.
16-2. ТИПЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВЫХ МАШИН
Кузнечные молоты и прессовые машины работают в
режиме резкопеременной ударной нагрузки, когда
периоды пика момента чередуются с холостым ходом (рис.
16-4, а) Это обстоятельство является определяющим
фактором для выбора мощности двигателя и типа
электропривода.
Главные электроприводы кузнечно-прессовых машин
можно разделить на две группы: электроприводы
-механических кузнечно-прессовых машин, имеющих
маховики (кривошипные прессы, ковочные машины и др.), и
электроприводы механических кузнечно-прессовых
машин без маховиков (реечные прессы, правильные и
отрезные машины и др.). ,
В зависимости от характера обработки, а также
материала, величины,.формы и температуры заготовки
приходится изменять скорость деформации. Для проведения
наладочных работ необходимо перемещать рабочий
орган вхолостую с малой скоростью. Все это может быть
обеспечено изменением скорости главного привода куз-
нечно-прессовой машины. В настоящее время в
приводах таьих машин применяются все существующие виды
механического и электрического регулирования скорости
в диапазоне до 4 : 1, включая коробки скоростей,
механические вариаторы, асинхронные двигатели с
переключением полюсов и бесступенчатое регулирование
посредством изменения угловой скорости двигателей
постоянного тока
Основным типом электропривода для большинства
кузнечно-прессовых машин является привод от
асинхронных двигателей е короткозамкнутым п фазным
ротором, преимущественно в закрытом обдуваемом
исполнении В настоящее время для кузнечно-прессовых
машин разрабатываются и внедряются различные приводы
437

переменного тока с плавным регулированием скорости.
К ним относятся приводы от трехфазных ^синхронных
двигателей с частотным и импульсным управлением,
т. е. с регулированием угловой скорости двигателей
изменением частоты питающего двигатель тока или
изменением подводимого к двигателю напряжения.
юльжсния (б).
Другим видом плавно регулируемого электропривода
переменного тока для кузнечно-прессовых машин
является привод с асинхронной электромагнитной муфтой
скольжения (ЭМС) в комплекте с нерегулируемым
двигателем переменного тока1.
В настоящее время выпускаемся электромагнитные
муфты мощностью до 1000 кВт и больше, в том числе
м\фты, совмещенные с регулятором, с электромагнитным
тормозом, с приводным электродвигателем. Созданы
образцы прессов с муфтами скольжения на усилия 1000 II
и выше. В вытяжных прессах, например, система
привода с электромагнитноГ' муфтой скольжения и
электромагнитным тормозом позволяет простым способом —
управлением током возбуждения муфты и тормоза — плавно
изменять скорость ползуна пресса за один ход в
пределах от максимальной до почти нулевой.
1 Описание }стройства ЭМС и механические характеристики

Регулируемые приводы постоянного тока
применяются в некоторых лпетоштамповочных прессах и автогтагах,
станках д тя накатки шестерен и др Якорь двигателя в
таких приводах удобно питать от силового кремниевого
выпрями 1еля, а угловую скорость — регулировать
изменением магнитного потока.
Регулируемый электропривод безусловно необходим
для тех кузнечно-прессовых машин, в которых изменение
скорости требуется по условиям технологического
процесса (глубокая вытяжка, накатка, правка и др ).
Рациональный тип регулируемого привода здесь
выбирается в результате технико-экономическою сравнения
возможных вариантов на переменном и постоян-
ном токе.
м токе.
Электродвигатели кузнечно-прессовых Мсшин
работают в продолжительном, повторно-кратковременном и
кратковременном режимах. Для приводов безмаховпко-
вых машин выбор мощности двигателей производится
методами эквивалентных величин (момента или
мощности) по нагрузочным диаграммам. Специфичным
оказывается выбор мощности двигателей для механических
кузиечио-прессовых машин, у которых характерным
режимом является перемежающийся режим S6 с
ударными кратковременными нагрузками (механические
прессы, горизонтально-ковочные машины и др.).
Для выравнивания нагрузки, приходящейся на
электродвигатель, в системе привода механических кузнечно-
прессовых машин искусственно увеличивают момент
инерции п}тем установки маховика, который обычно
располагается на быстроходном валу привода. В периоды
снижения нагрузки и холостых ходов электродвигатель
работает на маховик, в котором запасается кинетическая
энергия В периоды пиков нагрузки угловая скорость
двигателя, имеющего смягченную механическую
характеристику, несколько снижается и часть нагрузки
покрывается за счет энергии маховика (рис. 16-4, а). Ударная
пиковая нагрузка, вызывая рост момента и тока
двигателя, приводит к увеличению потерь в двигателе и
сети. Выравнивание графика нагрузки двигателя
способствует снижению этих потерь, поскольку средний
квадратичный ток двигателя в этом случае меньше среднего
квадратичного тока для графика с пиками нагрузки.
В результате при наличии маховика двигатель может
быть выбран с меньшей (в 6—10 раз) номинальной м
ощ-

ностью и меньшим перегрузочным моментом, чем в
системе привода без маховика.
При определении момента инерции маховика
неходят обычно из максимального падения угловой скороеiи
на 15—30% при пике нагрузки. Распределение работы
удара нагрузки между двигателем и дополнительными
маховыми массами зависит от выбранного наклона
механической характеристики, т. е. от того, насколько
снижается угловая скорость v двигателя при пике нагрузил
(подробнее см. [25]).
В качестве электродвигателей с мягкой механической
характеристикой для маховиковых приводов при
мощностях более 50 кВт, а также при необходимом
скольжении более J2% или тяжелых условиях пуска, применяют
асинхронные двигатели с фазным ротором и добавочным
сопротивлением в цепи ротора. Однако при постоянно
включенном в роторной цепи сопротивлении
увеличиваются потери энергии, кроме того, использование
инерционных масс и выравнивание графика нагрузки
получается неудовлетворительным. Для устранения этих
недостатков были созданы маховиковые электроприводы
с автоматическими контакторными регуляторами
скольжения, представляющими собою набор дополнительных
резисторов, включаемых в ротор асинхронного
двигателя с помощью контакторов в функции тока статора (или
ротора).
Работа коитакторного регулятора скольжения
иллюстрируется механическими характеристиками
асинхронного двигателя (рис. 16-4,6). До определенного
значения момента нагрузки, равного кМиом, где k>l,
двигатель «работает на естественной характеристике. При
повышении момента нагрузки сверх указанного значения
двигатель будет переходить с одной реосташой
характеристики на другую, обеспечивая колебания момента в
заданных пределах (близких к Шном). При сбросе на-
]рузки угловая скорость двигателя будет возрастать по
мере выведения сопротивления в роторе.
Исследования электроприводов кузнечно-прессовых
машин показали, что у многих прессов двигатель
больше загружен при пуске, а не при нормальной работе,
которая совершается главным образом за счет маховых
масс. Поэтому часто решающим фактором выбора
приводных электродвигателей прессов является именно
условие пуска, т. е. первоначального разгона маховика,
440

а не установившийся режим работы. При тяжелых ус-
I ловиях пуска необходимо обеспечить достаточно высокий
| начальный момент и возможность ускоренного (форсиро-
Рис 16 5 График на|рузкн механизма (а) и расчетные кривые для
проверки двигателей прессовых машин на динамически
устойчивость (б)
ванного) пуска электропривода для уменьшения его
тепловой перегрузки (подробнее см. [23]).
При наличии графика нагрузки Mc=f(t)
механизма, работающего с ударной нагрузкой (рис. 16-5, а), и
известном значении работы А, совершаемой за один удар
(ход), мощность двигателя можно определить по
среднему статическому моменту следующим образом.
441

Подсчитывают максимальный момент (пик нагрузки)
на валу двигателя
где Юрасч — расчетная угловая CKopocib при ударе, pa t/c,
/i — продолжительность удара, с.
Определяют среднее значение момента, Н-м,
где Л/о и 'о—момент и время холостою хода Mexai im-
ма (см. рис. 16-5, а).
Подсчитывают среднюю расчетную мощность двнга
теля, кВт, -
Мощность двигателя, кВт, с учетом коэффициента
запаса Ал= 1,1-М ,3
/Эд0.Ном>^з'Рср.расч- О6)
Далее выбранный двигатель следует проверить по
перегрузке
Mi < 0,85Л.м Af1IliM A6-5)
Для электродвигателей кузнечно-прессовых машш
определяющим фактором их пригодности к работе по
заданному графику нагрузки является проверка
двигателя на динамическую устойчивость при перегрузке по
расчетным кривым (рис. 16 5,6). При этом возможны
следующие характерные случаи такой проверки, когда
заданы номинальные данные устанавливаемого на
механизме электродвигателя (Р1ЮМ, «,„,м, s11OM, К и /р):
1.Задан график нагрузки (рис. 16-5, а), где
Л/о — момент холостого хода; Л1,— момент пиковой
нагрузки; Jz — суммарный момент инерции двигателя и
механизма. Требуется найти допустимую
продолжительность пика нагрузки t.
Для этого определяют:
а) номинальный и критический моменты, Н-м,
Мнш = 9550 (Рнсм'и11ОМ) и М„ = К ПП{М,
б) электромеханическую постоянную двигателя на
линейном участке характеристики Л1=/(со), с

в) величины относительных нарузок, отнесенных
кЛ1к,
(д = М1ШК и [i0 = МО1МК.
По одной из кривых тк=/(ц) (рис. 16-5,6),
соответствующей найденному значению цо, находят хк —
относительное критическое время1
хн = tlTK = // B Tail),
где 7"„«27"эм — электромеханическая постоянная на
криволинейной части рабочего участка механической
характеристики двигателя.
Допустимая продолжительность пика нагрузки для
заданного двигателя
Для правильно выбранного двигателя должно
выполняться условие t~>tu где t\ — действительная
продолжительность пика нагрузки.
2. Заданы величины /i(
продолжительность пика нагрузки tu а также Мо. Требуется
найти допустимую перегрузку двигателя в течение
времени /|.
В этом случае определяем Л1НОм, Мк> ^эм, Цо= Л10/
Ми и находим Th=^/27"jM. Затем по величине ть,
пользуясь графиками на рис. 16-5,6, по кривой для
найденного значения цо> находим ц=Л/1ц/Л1к (относительный
допустимый пик момента). Тогда допустимый момент
перегрузки будет равен MiR—\iMu. Для правильно
выбранного двигателя должно выполняться условие MiR>
>Л/|, где Л/i — требуемый пиковый момент нагрузки.
3. Задан график нагрузки и
продолжительность пика н а г р-у зки /,. Требуется найти
суммарную величину 3±, обеспечивающую устойчивость
работы привода, кг-м2:
_ 1 t 9,55Л1,,ОМ
2"Т^Г л05„ '
где xK=/(fi) определено по рис. 16-5,6 для
подсчитанных значений ц и цо-
» Па рнс 16-5,6 п>нмирпыми линиями показано определение
Ты для ц, = 3,75 при цо-0,5 и На для т,2=0,85 при ц( =0,2 д. я
первых двух характерных случаев проверки двшагеля пресса на дина-

Асинхронные короткозамкнутые двигатели для
привода кузиечно-прессовых машин выбирают так, чтобы
обеспечить наилучшее выравнивание графика нагрузки,
наименьшие потери в двигателе, а также наименьший
расход электроэнергии за цикл работы. Эти условгя
обеспечиваются при установке на таких машинах
двигателей с номинальным скольжением 10—15%. В
соответствии с этим для указанных механизмов
электротехническая промышленность выпускает специальные
асинхронные двигатели с повышенным скольжением типа
4АС: закрытые обдуваемые, мощностью 1,2—63 кВт с
номинальным скольжением 7—15%, Для работы в
продолжительном и повторно-кратковременном (ПВ=<
=40%) режимах.
Пример 16-1. Определить мощность двигателя для привода прес
са, совершающего за один ход работу Л=60 кДж Число ходоп
пресса в минуту равно 20, продолжительность удара /i = l с. момент
холостою хода пресса Мс.о=42 Н-м. расчетная угловая скорость
двигателя о)расп=145 рад/с
Решение Продолжительность цикла при 20 ударах в мииугу
/„-60:20 = 3 с.
Максимальный момент пресса при ударе
Л11 = И/(сорасч<1) = 60 103/( 145-1) =414 Н м. .
Средний момент нагрузки за цикл по уравнению A6-2)
Срсаня
рдв.ср- Мс.ср<Орасч/КH0= 166 145 Ю = 24.1 кВт.
Выбираем по каталогу электродвигатель с повышенным
скольжением типа 4ЛС200М4 РНом-31.5 кВт, лНсм=1410 об/мин,
скольжение Shom=6,0%; перегрузочная способность Хм=2,2.
Проверяем выбранный двигатель по перегрузочной способное г»
Мь = КмМном = 2,2 31 500/147 = 471 >Mi=4!4 H м •
16-3. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВЫХ
МАШИН
Электроавтоматика кузнечно-прессовых машин до
последнего времени развивалась главным образом на
основе Применения релейно-контактных схем, особенно с

управлением в функции пути. Но сейчас начинают
внедряться промышленные образцы машин с
использованием для управления их работой электромагнитных муфт,
магнитных усилителей, индуктивных,
полупроводниковых и радиоактивных датчиков, замкнутых систем авго-
магического управления, в которых все более широкое
применение получают бесконтактные устройства
дискретного действия — бесконтактные логические
элементы, срок службы которых во много раз больше, чем .у
релейно-контактиьгх.
Характерными особенностями управления кузпечно-
прессовыми машинами являются следующие: 1)
обеспечение заданного режима движения ползуна (или другого
основного рабочего органа), обеспечивающего требуемое
качество изделий и производительность машины; 2)
осуществление точного взаимодействия ползуна со
вспомогательными механизмами (автоматическими подачами,
загрузчиками, выталкивателями) и немедленное
отключение машины при нарушении указанного
взаимодействия, поскольку это может привести к авариям и
травматизму. Особое внимание уделяется обеспечению
безопасности работы оператора. Например, в схемах управления
некоторыми кузнечно-прессовыми машинами при пуске
предусматривается обязательное нажатие оператором
двух кнопок обеими руками одновременно, с тем чтобы
исключить случайное попадание рук в рабочую зону
(зону удара или сдавливания). Применяются также
фотоэлементы, посредством которых машина
отключается, если в ее рабочую зону попадают посторонние
предметы или рука оператора.
В качестве примера рассмотрим электрическую
схему кривошипного ковочно-штамповочного пресса (рис.
16-6). Управление прессом может производиться как от
кнопок, так и от ножной педали. Для выбора режима
управления служит универсальный переключатель УП,
имеющий контакты УП-1—УП-4. Предположим, что
рукоятка этого переключателя поставлена в левое
положение (кнопки), т. е. замкнут контакт УП-1. Тогда при
включении вводного выключателя ВВ подается
напряжение на ьаавные цепи и цепи управления, включается
промежуточное реле РП2 через замкнутые
размыкающие контакты кнопок хода ползуна КнХ1, КнХ2 и
промежуточного реле РПЗ. Контакт РП2 в цепи
замыкающих контактов кнопок К.нХ1 и КнХ2 замыкается; другой
445

контакт РП2 в цепи контакта путевого комапдоаппа; а-
та ВКА1 обеспечивао самошпанпе реле РП2
При нажатии кнопки КнП в зависимости от
положения переключателя режима работы пресса ПР срабать.-
пает контактор КЛ1 или КЛ2 и включает двигатель //
(основным направлением вращения Д является то, ho-
16-С. Электричес
о пресса.
торое получается при включении контактора КЛ1;
противоположное направление вращения бывает
необходимо в некоторых случаях работы пресса). После нажатия
кнопок КнХ1 и КнХ2 срабатывает промежуточное реле
РП1 и своими замыкающими контактами включает
электромагниты Эм1 и Эм2, которые осуществляют отторма
живание коленчатого вата пресса и вкпючеппе фрикци
онной муфты с пневматическим управлением Если кноп-

ки КнХ1 и КнХ2 остаются нажатыми, то ползун пресса
будет двигаться вниз. Когда он достигнет крайнего
нижнего положения, замыкается и остается замкнутым в
течение всею хода ползуна вверх контакт командоаппа-
рата ВКА2. Таким образом, питание катушки реле PII1
сохраняется, хотя в нижнем положении ползуна контакт
ВКА1 командоаппарата разомкнулся, в результате чего
отключилась цепь самоблокировки реле РП2. Движение
ползуна вверх происходит уже независимо от того,
нажаты кнопки КнХ1 и КнХ2 или.нет. В крайнем верхнем
положении ползуна размыкается контакт ВКЛ2 коман-
доаппарага, реле РП1 отключается, обмотки
электромагнитов Эм1 и Эм2 обесточиваются и ползун
останавливается. При этом контакт ВКА1 замыкается. Для
осуществления следующего хода пресса нужно вновь
нажать кнопки КнХ1 и КнХ2.
Если рукоятка универсального переключателя УП
поставлена в правое положение (педаль), то замкнуты
контакты УП-1 и УП-3. При этом включено
промежуточное реле РПЗ, размыкающие контакты которого
выводят из работы цепи кнопок КнХ1 и КнХ2, а замыкающие
контакты подключают цепи контактов педали НП2. Эти
контакты действуют аналогично кнопкам КнХ1 и КнХ2.
При*нажиме педали также произойдет только один ход
пресса, и для совершения нового хода нужно по
окончании предыдущего хода отпустить педаль и опять
нажать ее.
При установке рукоятки универсального
переключателя в среднее положение (наладка) контакт УП-1
разомкнётся, а контакт УП-2 закоротит замыкающие
контакты реле РП2 и кнопки ЦнХ1. Движение ползуна
будет происходить только при нажатой кнопье
КнХ2.
В схеме предусмотрены сигнальные лампы JIC1—
JIC4, которые включены на напряжение 12 В. Когда
управление прессом производится с помощью кнопок,
горит лампа ЛС1, включенная последовательно с
размыкающим контактом РПЗ. Лампа ЛС2 включена через
замыкающий контакт РПЗ и горит при управлении от
педали. При наладочном режиме замкнут контакт УП~4,
поэтому горит лампа ЛСЗ. О наличии напряжения в
сети указывает лампа ЛС4" Переносная осветительная
лампа ЛО присоединяется посредством штепсельной
розетки.
447

На рис. 16-7 представлена принципиальная схема
управления фрикционным прессом. Переключатель ПУ
обеспечивает два режима работы пресса —
одиночными и непрерывными ходами. Пусть Л У
поставлен в правое положение (Один). При нажатии
кнопки КнП включается контактор КЛ и двигатель Л
Рис. 16-7 Прин]
начинает вращаться. Если теперь нажать кнопку КнВ,
то контактор KB включит электромагнит Эм1 и ползун
будет перемещаться вниз (см. рис. 16-2). В конце хода
нажимается путевой выключатель ВП1, который
отключает электромагнит Эм1, и диск перестает прижиматься
к маховику. Замыкающий контакт ВП1 включает реле
времени РВ, уставка которого подбирается такой, чтобы
маховик успел остановиться. После срабатывания реле
РВ получает питание катушка контактора КН. При этом
включается электромагнит Эм2, к маховику
прижимается второй диск и начинается подъем ползуна пресса.
В конце подъема срабатывает путевой переключатель
ВП2. теряет питание контактор КН и движение ползуна
прекращается, электромагнит Эм2 отключается. При
замкнутом контакте ПУ пресс будет работать
непрерывными ходами. Пуск двигателя Д в обоих режимах рабо-

ты осуществляется без нагрузки, так как при
отключении двигателя замыкающий контакт Кл размыкает цепи
катушек контакторов KB и КН.
Глава семнадцатая
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ КОМПРЕССОРОВ
И ВЕНТИЛЯТОРОВ
17-1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО КОМПРЕССОРОВ И
ВЕНТИЛЯТОРОВ
Компрессоры и вентиляторы относятся к группе
механизмов, получивших широкое распространение на
всех промышленных предприятиях..
Компрессоры применяют для получения сжатого
воздуха или другого газа давлением свыше 4-105 Па D кгс/
/см2) с целью использования его энергии в приводах
пневматических молотов и прессов, в пневматическом
инструменте, в устройствах пневмоавтоматики и т. д.
Разновидностью компрессоров являются воздуходувки,
служащие для подачи воздуха или газов давлением от
1,Ы05до4-105 Па.
По принципу действия компрессоры делятся на
Центробежные и поршневые. Центробежные
компрессоры по конструкции подразделяют на
турбинные и ротационные. В турбинном компрессоре
(рис. 17-!, а) ротор / с лопастями при вращении
захватывает газ из впускного трубопровода 2 и
выбрасывает его в выпускной трубопровод 3. Увеличение давления
происходит за счет повышения скорости движения
частиц газа и его сжатия мцжду лопастями и корпусом
компрессора при эксцентричном расположении ротора.
В ротационном компрессоре (рис. 17-1,6)
увеличение давления осуществляется путем сжатия газа в
камерах, образуемых с помощью пластин /, которые
перемещаются под действием центробежных сил в
направляющих ротора 2 при его вращении и прижимаются к
стенкам корпуса. Впускной вентиль 6 и выпускной вентиль
3 во время работы компрессора открыты. Для
обеспечения работы компрессора при отсутствии потребления
сжатого газа служит обходной трубопровод 4 с
вентилем 5. ^
29—612 449

Статическая мощность Р2 на валу цеитробежнн
компрессоров изменяется пропорционально третьей с к
пени угловой скорости со (рнс. 17-1,г), если отс\тстн\е
противодавление. Для этих механизмов характерт
простота конструкции, надежность в эксплуатации
высокая производительность Такие компрессоры ирг
Рис !7-1 Схемп компрессором центробежного (а), ротяиь
(б) и поршневого (о) типов Графики лавнспмостр мощности и
механизмов центробежного типа от скорости (г) и поршт ном
or угла поворота кршюшнпа @)
меняются для ио.Ф>чеиия давлений до 6-Ю5 Па (црби
ные) и до 15- 10" Па (ротационные).
В поршневом компрессоре (рис 17 -i,t
при вращении кривошипного вала / и движении пор; и
2 вниз газ засасывается череч открьпый впускной к';
пан 3 При дилженин поршня вверх клапан 3 закрь;;
е1ся, происходит ежа те воздуха, который через выпи
ной клапан А 1:апранляе)ся к почребителям
Поршксвые компрессоры шличагснея неравномернь
тыо гюдачи i ача !^ компрессоре одинарного дейси!

подача i аза производится только при ходе поршня вверх.
В компрессоре двойного действия подача газа
осуществляется при ходе поршня в обе стороны Мгновенная
мощность />2 на валу таких механизмов \\з\ еняется по
синусоидальному ^акои} в зависимости от угла поворота
q кривошипа (рис 17-1,(9) С целью сглаживания i pa-
фика нагрузки на валу приводного двигателя
устанавливают маховик Для уменьшения колебании давления
у потребителя между ним и компрессором помещают
ресивер (промежуточный герметичный резервуар —
воздухосборник) Поршневые компрессоры имеют более
сложную коистр\кцию, чем центробежные, и
применяются для неимения давченрп до 1000-10'1 Па при
относительно небольшой производительности.
Высокие давления газа могут быть получены только
в многоступенчатых компрессорах, в которых газ
сжимается последовательно в нескольких цилиндрах илн
камерах. При сжатии газа в компрессорах выделяется
большое количество тепла, которое обычно отводится с
помощью проточной воды, проходящей через кож\х
компрессора. Благодаря охлаждению сохраняется
неизменной температура сжимаемого газа и снижается
мощность приводного двигателя. Угловая скорость рабочего
рала компрессоров составляет у поршневых 30—75 pa i/c,
у ротационных 300 рад/с, у т\рбинных до 1200 рад/с.
Вентиляторы предназначены для вентиляции произ-
лодстиеииых помещений, отсасывания газов, подачи воз-

духа или газа в камеры электропечей, в котельных и
других установках. Вентиляторы создают перепад
давления @,01—0.1) -105 Па.
По конструкции вентиляторы делятся на
центробежные и осевые. Они выпускаются в нескольких
исполнениях в зависимости от направления выхода воздуха,
(вверх, вниз, горизонтально и т. д.) и направления
вращения. Рабочее колесо / центробежного вентилятора
(рис. 17-2, а) вращается в кожухе 2 Воздух
засасывается через боковое отверстие 4 ьожуха и выбрасывается
через выходной раструб 3. Осевой вентилятор (рис.
17-2, б) имеет рабочее колесо с несколькими лопатками
1, сходными по форме с лопатками воздушного или греб
ного винта* Колесо вращается электродвигателем 2,
укрепленным внутри ьорпуса 3, v создается гяга (поток)
воздуха через раструб вентилятора.
Наибольшее распространение на промышленных
предприятиях получили центробежные вентиляторы. Онн
имеют такую же, как и центробежные компрессоры,
зависимость статической мощности на валу от скорости
(Р2=С(о3) (рис. 17-1,г), называемую вентиляторной
характеристикой. Момент на валу вентилятора изменяется
пропорционально квадрату скорости, а
производительность вентилятора пропорциональна угловой скорости в
первой степени.
17-2. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ВЫБОР МОЩНОСТИ
ДВИГАТЕЛЕЙ КОМПРЕССОРОВ И ВЕНТИЛЯТОРОВ
Для механизмов данной группы типичен
продолжительный режим работы, поэтому их электроприводы, как
правило, нереверсивные с редкими пусками. В отличие
от механизмов непрерывного транспорта компрессоры н
вентиляторы имеют небольшие пусковые статические
моменты — до 20—25% от номинального. В зависимости
от назначения, мощности и характера производства, где
установлены механизмы этой группы, они могут
требовать или небольшого, но постоянного подрегулирования
производительности при отклонении параметров воздуха
(газа) от заданных значений, или же регулирования
производительности в широких пределах.
Производительность компрессоров, вентиляторов и
воздуходувок» можно изменять тремя способами: измс-

нением угловой скорости приводного двигателя,
изменением сопротивления магистрали (трубопровода) с
помощью задвижки, а также конструктивным изменением
рабочих органов механизма в процессе регулирования
(поворотные лопатки в вентиляторах и т. п).
Для вентиляционных установок цеховых помещений
и большинства поршневых компрессоров не требуется
регулирования угловой скорости приводных двигателей.
Поэтому здесь применяют асинхронные двигатели с ко-
рогкозамкнутым ротором и синхронные двигатели. При
мощности более 50—100 кВт привод с синхронным
двигателем обычно оказывается экономически выгоднее,
чем привод с асинхронным двигателем. Хотя синхронные
двигатели сложнее по устройству и дороже, чем
асинхронные, применение их целесообразно для
одновременного улучшения cos <р предприятия.
Поскольку поршневой компрессор при работе
создает на валу периодически изменяющийся момент
сопротивления, это вызывает колебания ротора синхронного
двигателя. Чтобы уменьшить Такие колебания н
устранить возможность выпадания двигателя из синхронизма,
для привода поршневых компрессоров применяют
специальные тихоходные синхронные двшатели («о до
26,2—31,4 рад/с) с большой перегрузочной способностью,
повышенным моментом инерции ротора и большими
значениями входного (синхронизирующего) момента.
При достаточной мощности питающей сети
производится прямой пуск асинхронных и синхронных
двигателей. В тех случаях, когда сеть не позволяет осуществить
прямой пуск, применяют различные способы ограничения
пусковою тока, например пуск двигателя через
автотрансформатор или реакторы.
Если необходимо регулирование скорости механизмов
с вентиляторным характером нагрузки на валу,
например вентиляторов и дымососов котельных, то
применяют асинхронные двигатели с фазным ротором, а также
приводы с асинхронными двигателями с короткозамкиу-
тым ротором и дросселями в цепи статора или с элект-
ромашптпой муфтой скольжения, устанавливаемой
между двигателем и механизмом.
При выборе мощности двигателя для компрессоров
и вентиляторов, как и для всех механизмов с
продолжительным режимом работы и постоянной нагрузкой,
требуемую мощность двигателя Рдв находят по мощности
29я-612 453

на валу механизма с учетом потерь в промежуточных
механических передачах.
Мощность двигателя поршневого компрессора Лш,ь,
кВт, определяется по приближенной формуле
где Q — производительность (подача) компрессора,
mj/c; Л=(Лн+Ла)/2—работа, Дж/м3, изотермического
и адиабатического сжатия 1 м3 атмосферного воздуха
давлением р, = 1,0Ы05 Па до требуемого давления р2,
Па; для давлении до 10-105 Па значения А указаны
ниже:
р2, 1С6 Па 3 4 5 6 7 8 9 10
Л, 103 Дж/м3 132 161 190 213 230 245 2С0 272
% — индикаторный КПД компрессора, учитывающий
потери мощности при реальном процессе сжатия во-зд>-
ха и равный 0,6—0,8; т^ — КПД механической передачи
между компрессором и двигателем, его значения лежат
в пределах 0,9—0,95; k3 — коэффициент запаса, равным
1,05—1,15 и учитывающий не поддающиеся расчету
факторы.
Мощность двигателя вентилятора Рдв п, кВт, можно
вычислить по формуле
р =ПЯ-'°-3, A7-2)
ADB 3 Четь
где Q — производительность вентилятора, м3/с;
Н—напор (давление) газа, Па; tid — КПД вентилятора,
равный 0,5—0,85 —для осевых, 0,4—0,7 —для
центробежных вентиляторов; т)п — КПД механической передачи;
k3 — коэффициент запаса, равный 1,1 —1,2 при мощности
больше 5 кВт, 1,5— при мощности до 2 кВт и 2,0 — при
мощности до 1 кВт.
По формуле A7-2) определяется и мощность
двигателя центробежного компрессора.
Пример 17-1. Выбрать приводной двигатель для поршневого
компрессорл Производительное <ь компресгора <?=20 м3,'мтг
начальное давление воздуха pi-l.l-IC Па, конечное давление па
выходе ^2=10-10"' Па, индикаторный КПД компрессора 1)<--0,78,
требуемая угловая скорость двигателя о>» 103 рад/с
По данным, приведенным на стр. 454, для p2—\Q-\(f' Па находим
Л = 272-Ю3 Дж/м1 и атем определяем мощность двига1еля
компрессора, приняв /г3=1,05 и т)п=0,95.
454

Требуе
комендусмыи для поршневых компрессоров асинхронный двигатель
с к. з ротором типа АТМ-6-125- РНОм = 130 кВт, £Л,1М = 380 В, о)иОм=
= 102,6 рад/с
Пример 17-2. Выбрать асинхронный двигатель с короткозамк-
нутым ротором для вентилятора, обеспечивающего при угловой
скорости двигателя о)иом~100 рад/с производительность Quom = 3 m3/c
и напор Я„ОМ = 570 Па, а также иайти значения угловой скорости
двигателя, необходимые для регулирования производительности в
пределах 2,6—2,8 м3/с. Значение КПД вентилятора можно принять
неизменным и равным tj,,=0,64 Вентилятор непосредственно соеди-
Требуемая мощность двигателя при QUOk—3 м3/с и т)п= 1
с учетом коэффициента запаса Л3=1,1 будет равна
PnDD = fe3Q"-//""M-'°"J=.,l^^3- 2,94 кВт.
л§ ЧвЧо 0,64-1
Выбираем двигатель типа 4AI12MA-6: РЦОм = 3 кВт, {/иОм=
= 380 В, о)„ом= 100 рад/t
Л^ном = Риои- 103/о),юм = 3-108/100 30 Н м.
Скорости двигателя при Qi = 2,8 м3/с и <?2-2,<> м3/с с учетом
ТОГО» ЧТО фцОм =~^0)цом» Qt =-COiit W2==('^2i ГДС С— ПОСТОЯННЫЙ КОЭсЬ"
фициеит, будут равны
0)i "= 0)ИОМQJQhom = '00 2,8/3 = 93,5 рад с,
0J — 0)ном Q2/QnoM = 100-2,6/3 = 86,7 рад/с.
А\омеиты двигателя при этих скоростях
Л71 = Л7ном(о),/о)„омJ = 30(93,3/100J 26,1 II м;
Мя= М,,ом (оJ/о)„омJ = 30 (86,7/100J = 22,6 Н-м.
статоре двигателя [см характеристики ш=[(М) на рис 17-3,0].
17-3. АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯТОРНЫХ И
КОМПРЕССОРНЫХ УСТАНОВОК
Вентиляторные и компрессорные установки
промышленных предприятий в основном предназначаются для
обслуживания определенных технологических процессов,
поэтому их производительность зависит от потребления
воздуха (газа) в ходе работы производственного
участка и изменений внешних условий, например
температуры, влажности воздуха, запыленности.
29а* 455

Эти установки достаточно просто поддаются
автоматизации путем применения специальной
аппаратуры,которая дает сигнал об изменении режима работы и
производит соответствующие переключения в схеме
управления без участия обслуживающего персонала; зада
последнего сводится лишь к периодическому контрол:
действия аппаратов и профилактике
Рассмотрим некоторые примеры построения схем
управления электроприводами, которые позволяют
обеспечить автоматизацию вентиляторных и компрессорных
установок.
Автоматизация работы вентиляторных установок.
Для привода вентиляторов низкого и среднего давления
и малой производительности обычно применяют
асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Для
вентиляторов большой производительности и высокого
давления устанавливают асинхронные двигатели с
короткозамкнутым ротором высокого напряжения и
синхронные двигатели.
На рис. 17-3 приведена схема управления
вентиляционной установки, состоящей из вентиляторов В!—В4 с
приводными асинхронными двигателями с
короткозамкнутым ротором Д1—Д4, предназначенной для
проветривания помещений и поддержания при этом заданнон
температуры. Эти требования осуществляются
ступенчатым регулированием угловой скорости двигателей
путем изменения напряжения статора с помощью
автотрансформатора AT (рис. 17-3, а), а также выбором
количества находящихся в работе вентиляторов. Схема
обеспечивает ручное и автоматическое управление
вентиляторами; выбор режима работы осуществляется
переключателем УП (рис. 17-3, б).
Ручное управление имеет место при переводе
рукоятки УП в положение +45°, при этом подготавливаются
к включению цепи катушек контакторов КЛ, KI—К4.
Двигатели вентиляторов по питанию разделены на дне
группы: первая группа (Д1 и Д2) подключена к шинам
на вторичной стороне AT постоянно; вторая группа ДЗ
и Д4 присоединяется к шинам AT и включается в
работу (при ручном управлении) переводом рукоятки
переключателя ПК.2 в положение 2, при котором
срабатывает контактор К4.
Управление угловой скоростью двигателей
вентиляторов осуществляется переключателем ПК1, имеющим че-
456

рансформатора AT.
тыре положения. В положении / все двигатели
отключены. При установке рукоятки ПК1 в положение 2
включаются контакторы К1 и КЛ, последний своими
замыкающими контактами подключает к сети AT, с нижних
отпаек которого через контакты К1 к статорам двигате-

леи подводится пониженное напряжение (U\<.(. '„....),
при этом вентиляторы работают на минимальной скс \ч '
с in oil (рис. 17-3, о) При повороте рукоятки 11К1 в ш -
ложепне # отключается контактор Д/ и включается
контактор Д2, статс ры двигателей присоединяются i'a сре;
ние отпяпкп Л1, вентиляторы будут работать на сроднен
скорости о»; и их производительность увеличится Иг.•■...
ротом рукоятки /7Д7 в положение 4 включается кс i i -к
тор КЗ, лвигаю.ш переключаются на полисе i рнрижч -
нпе сети 6'з=£-'цом> скорость их со3 булст иомнпа ii vv
а производитечьпосп, вентиляторов — макснмр n.i'f ■
а/—КЗ включены два размыкающих uciioMoiarcnijin v
контакта других контакторов, что предотвращает к <
частей об \ ото к авютрансферматора ЛТ при
переключении контакторов.
Автоматический режим работы осуществляется при
установке рукоятки перекчючателя УП в по .( жешк
- 45°. Цепи катушек котакторов /\7—Д'5 полкчючрнм
ся к источнику питания черет контакты рсче PI—P4, кс
торые являются выходными устр011ствамп ре1улят(|)м
температуры РЧ1 и РГ2. Гели температура вод/цхп в
помещении соответствует заданной, то включается коп
тактор Д7, а размыкающие контакты Р1 и Р2
замкнуты; включен контактор Д2 и вентиляторы работают и;1.
средней скорости.
При повышении температуры переключаются
контакты реле Р1, контактор К2 включается, а КЗ — вклю
чается, и вентиляторы будут работать с номинально и
скоростью, что обеспечивает более интенсивное прово!
ривание помещения. Если температура воздуха cianer
ниже заданной,'то переключаются контакты реле Р2,
включается контактор Д7, и интенсивность проветрив.'
пня снижается.
При дальнейшем понижении температуры вочдух.''-
вступает в действие регулятор РТ2. Вначале размыкг
ется контакт его реле РЗ, отключаются контактор 1\4 и
вторая группа двигателей ДЗ, Д4. Если темпера гурр в
помещении продолжаи понижаться, ю при опрелс 'С-н
ном се значении открос1ся размыкающий контакт реле
Р4 и откчючптся коитакюр Д'5, коюрыи cm mm koihpk
пин прекращается.

Автоматизация работы компрессорных установок.
График потребления сжатого воздуха на промышленных
предприятиях, как правило, имеет переменный
в течение суток Для обеспечения нормальной
арактер
б
предприятиях, как правило, имеет переменный характер
в течение суток. Для обеспечения нормальной работы
потребителем необходимо, чтобы давление воздуха
поддерживалось постоянным; это является одним из
основных требовании, предъявляемых ппн яптпмятпчяппи
компрессорных установок. Давление в воздуховодноп
сети зависит от потребления воздуха и производительности
компрессора. Когда расход воздуха равен производп-
теш.ности компрессора, давление в сети Судет
номинальным. Если потребление воздуха становится больше
производительности, то давление падает, п наоборот.
Наибольшее применение для приводов компрессоров
получили асинхронные двигатели с короткозамкнутым
ротором и синхронные двигатели. Регулирование
производительности компрессоров в этих случаях
осуществляется путем автоматического открывания всасывающих
клапанов с помощью регулятора давления.
Регулирование производительности может осуществляться также
периодическим включением компрессорных агрегатов с
459

учетом графика нагрузки и давления в воздухопроводах,
которое контролируется специальным манометром;
контакты манометра вводятся в схему управления
двигателем.
На рис. 17-4,0 показано устройство электрокошакт-
иого манометра Как и в обычных манометрах, в нем
применяется трубчатая одновитковая пружина /,
закрытая с одного (подвижного) конца, а другим
(неподвижным) концом сообщающаяся со средой — газо:,:,
давление которого необходимо контролировать.
Действие манометра основано-на линейной
зависимости между упругой деформацией трубчатой пружины
и давлением, действующим внутри нее. Изменение
давления вызывает перемещение закрытого конца
трубчатой пружины, который через передаточный механизм
приводит в действие подвижный контакт 3,
укрепленный на стрелке. При повышении давления пружина /
стремится разогнуться, при уменьшении давления —
согнуться. Если давление превысит значение руст, на кою-
рое настроен манометр, то подвижный контакт 3
замыкается с неподвижным контактом 4; при уменьшении
давления лиже установленного контакт 3 замыкается с
неподвижным контактом 2.
Контактная система допускает включение на
напряжение 380 В переменного и 220 В постоянного тока,
мощность контактов 10 В-А. Примеры типов
электроконтактных манометров: МГ-278 — показывающие, МГ-С18
самопишущие Кроме контактных манометров
применяются поршневые, спльфонные реле давления и другие
приборы.
Для поддержания температуры сжимаемого воздуха
в компрессорах (особенно на большие давления) в
допустимых пределах применяется принудительное
охлаждение установок водой, которая пропускается через
охлаждающие рубашка цилиндров и промежуточные
холодильники, где нагретый при сжатии воздух омывает
трубки с циркулирующей холодной водой. Так как Kpai-
ковременная остановка системы охлаждения
компрессора недопустима, за ее работой устанавливается контроль
с помощью специальных приборов, отключающих
компрессор при недопустимом повышении температуры
воздуха или прекращении подачи воды.
Так, на трубопроводах, подводящих охлаждающую
воду, устанавливаются струйные реле различных конст-
460

рукцим. На рис. 17-4,6 показано устройство струйного
реле типа МС-51. Реле имеет две цилиндрические
мембраны спльфона 2, соединенные трубками 4 с
дроссельным устройством диафрагмы /, устанавливаемой
внутри трубопровода 5. При уменьшении количества
протекающей воды изменяется перепад давления па
диафрагме, происходит переключение контактов 3 реле, что обс-
спечивает подачу в схему управления сигнала на
отключение двигателя компрессора.
На рис. 17-5 показана технологическая схема
компрессорной установки с двумя поршневыми
компрессорами 2, приводимыми в движение асинхронными
двигателями /. Сжатый воздух после компрессора проходит
через воздухоочистительное устройство 6, в котором
очищается от пыли, влаги, масла. По воздухопроводу 8
воздух поступает в ресиверы 10, откуда по трубопроводу 12
направляется к потребителям Обратные клапаны 5
предотвращают работу одного компресора на другой при
разнице в создаваемом ими давлении. Трубопроводы 3
и 4 предназначены для циркуляции охлаждающей воды.
Датчиками автоматического управления служат два
электроконтактных манометра //, подвижные контакты

которых устанавливаются на определенные верхние и
нижние пределы давлении воздуха в ресиверах. В< рхиис
пределы для обоих манометров могут быть одинаковыми
и при достижении их двигатели компрессоров буду! от
ключаться. Нижние пределы давления манометров уста-

навливаются разными. При падении давления вначале
Еключается только один компрессор, если же давление
будет продолжать падать, то включас!ся и второй
компрессор.
При пуске компрессора сначала включакм
охлаждающую воду, затем приводной двнгатечь. Для уменьшения
начального момента сопротивления пуск можно
производить при открытом разгрузочном вентиле 7 воздухоочи-
С1ИТСЛЫЮ10 устройства. После пуска двигателя разгру-
в ресиверах не снижалось при остановке компрессоров,
системе имеются обратные клапаны 9.
Электрическая схема управления компрессорной
установкой, состоящей из двух агрегатов Д7 и К2, приведена
на рис. 17-6 Двигатели компрессоров Д1 и Д2
питаются от трехфазной сети ~ 380 В через автоматические
выключа1слн ВЛ] и ВЛ2 с комбинированными расцепп-
телямп. Включение и отключение двигателей проилюдят-
ся магнитными пускателями ПАИ и ПМ2. Цепи
управления и сигнализации питаются фазным напряжением
220 В через однополюсный автоматический выключатель
ВАЗ с максимальным электромагнитным расцеппгетем.
Управление компрессорами может быть
автоматическим или ручным. Выбор способа управления
производится с помощью ключей управления КУ1 и КУ2. При
ручном управлении включение и отключение пускателей
ft AM и ПА\2 осуществляется поворотом рукояток
ключей КУ1 и КУ2 из положения О (Отключен) в
положение Р (Включен).
Автоматическое управление компрессорами
производится при установке ключей К.У1 и К.У2 в положение Л,
а включение и откчючение пускателей осуществляется с
помощью реле РУ1 и РУ2. Контроль давления
воздуха в ресиверах производится двумя элсктроконтакт-
ными манометрами, контакты которых включены в цени
катушек реле РУ1—РУ4 Очередность включения
компрессоров при падении давления устанавливается с
помощью переключателя режимов ПР. Если ПР установлен
в положение К1, то первым включается компрессор Д7.
Предположим, что ресиверы наполнены сжаты\
воздухом, давление соответствует верхнему пределу (кс п-
такты манометров A11-II и A12-I1 разомкнуты) и
компрессоры не работают. Если в результате потребления
воздуха дрнлс! не в ресиверах падает, то при достижении
4<»3

ими минимального значения, установленного для пуска
первого компрессора, замкнется контакт М1-Н первого
манометра (Я — нижний предел), сработает реле РУ1 и
своим контактом включит пускатель ПМ1 двигателя
первого компрессора. В результате работы компрессора К1
давление в ресиверах будет повышаться и контакт М1-Н
разомкнётся, по это не приведет к отключению
компрессора, так как катушка реле РУ1 продолжает получать
питание через свой контакт и замкнутый контакт реле
РУ4. При повышении давления в ресиверах до
максима пыюго предела замкнется контакт манометра М1-В
(В —верхний предел), сработает реле Pi/4 и своим
контактом отключит реле Pi/1, потеряет питание пускатель
ПМ1 и компрессор /(/ остановится.
В случае недостаточной производительности первого
компрессора или его неисправности давление в ресиверах
будет продолжать падать. Если оно достигнет предела,
установленного для замыкания контакта М2-Н второго
манометра (манометры Ml и Ш регулируются так,
чтобы контакт М2-Н замыкался по сравнению с контактом
М1-Н при несколько меньшем давлении), то-сработают
реле РУЗ и РУ2. Последнее своим контактом включит
пускатель ПМ2, т.е. вступит в работу компрессор К2.
Реле РУ2 после размыкания контакта М2-И остается
включенным через свой контакт и замкнутый контакт реле
РУ4. Когда давление в ресиверах в результате
совместной работы обоих компрессоров (или только К2 при
неисправном К1) поднимется до верхнего предела,
замкнется контакт манометра М2-В и включится реле РУ4. В
результате отключаются реле РУ1 и РУ2 и пускатели ПМ1
и ПМ2. Оба компрессора остановятся.
В схеме предусмотрен контроль исправности
компрессорной установки. Если несмотря на работу обоих
компрессоров давление в ресиверах продолжает падать или
не изменяется, то контакт М2-И нижнего предела
останется замкнутым, и реле РУЗ будет включено. Оно своим
контактом приведет в действие реле времени РВ,
которое с некоторой выдержкой времени, необходимой для
обеспечения нормального подъема давления
компрессором К2, замкнет свой контакт РВ в цепи
аварийно-предупредительной сигнализации, и персоналу будет подан
сигнал о необходимости устранения неисправности.
Сигнальная лампа ЛЖ. служит для световой
сигнализации о режиме работы компрессорной установки при

ручном управлении. Она загорается при падении давле
ния в ресиверах, получая питание через контакт реле
РУЗ. Сигнальная лампа ЛЬ и реле напряжения РКП
служат для контроля наличия напряжения в цепях
управления Контроль температуры воздуха в компрессорах
жат для контроля наличия напряжения в цепях
управления. Контроль температуры воздуха в компрессорах,
охлаждающей воды и масла осуществляется
специальными реле (на схеме не показаны), которые вместе с
реле РКП воздействуют на цепи
аварийно-предупредительной сигнализации, извещая персонал о ненормаль-
пон работе установки.
Для многих предприятии требуе1ся бесперебойное снабжение
производственных участков ежа или воздухом. С целью уменьшения
количества персонала, который должен вестн наблюдение за
работок и своевременным включением (отключением) компрессоров, эт
функции могут быть возложены на автоматизированный
электропривод
Hd рис. 17-7 приведена упрощенная электрическая схема
автоматического управления синхронным двигателем (типа ДСК-260/24 36,
Рном=-625 кВт, О)о=17,5 рад/с, £/„ом^6000 В) двухцилиндрового
поршневого воздушного компрессора (типа 55-В, <?Ном=Ю0 м3/мин
при />=8-105 Па), входящего в компрессорную станцию из пяти аг-
нне двнгаселя ДС в зависимости от суточного графика потребления
воздуха и давления в воздушной магистрали В схеме
предусмотрено также ручное (местное) управление двигателем компрессора
Переход на тот или иной режим осуществляется установкой
переключателя ПА в соответствующее положение При ручном
управлении команда на пуск двигателя ДС подается переключателем КУ,
запрет или разрешение на пуск устанапливается переключателем КР.
сеть масляным выключателем ВМ Обмотка возбуждения двигате-
ДА, включаемым одновременно с двигателем ДС*. Катушка
магнитного пускателя ИМ двигателя ДА получает питание через
вспомогательные контакты выключателя ВМ Масляный выключатель
включается и отключается соответственно электромагнитами ЭмВ
и ЭмО
Выключатель ВМ может быть включен, если открыт
разгрузочный вентиль воздухоочистительного устройства компрессора, что со-
ответствует замкнутому состоянию контакта промеж>точного реле
РПП, а также обеспечено определенное давление масла в
магистралях смазки компрессора Давление масла контролируется
механическим реле давления РДМ1, РДМ2 и промежуточным реле РПДМ.
При нормальном давлении контакт РПДМ в цепи катушки
промежуточного реле защиты РПЗ открыт По окончании пуска двигателя
ДС разгрузочный вентиль закрывается, и компрессор подключается
к ресиверу.
В цепь катушки РПЗ вводятся также контакты других реле (не
показанных па рис. 17-7), контролирующих нормальную работу
* В последнее время большинство крупных синхронных
двигателем комплектуется тиристорпымн возбудителями [21].

3~3808 22 О В

компрессора (РПТ—промежуточное рс.:е датчика температуры
ка.\ и переходе лвшателя в асинхронный режим, I'll— \л.л иыфь-
жеппя, замыкающее свой контакт при игче.чиовеш'н ii...i чрезмерном
шесм:овмесг1ю'сХ1ч!коЯв|!|м p'wie Pi и Ppwfc upelieiiiT РНКI\ оно'вк.-ю
^мел11тжкК"времеш1В^
ния рабочего тока, и контакт реле РГ остается замкнутым). II<v.-:o-
тушк'и J'ciiniajibHi,ix' реле"/'!', 1-"-Р?7 " Pi ле^/'/У^^нфьтает "сво'г: коп-
В режиме автоматического управления вк.ночеьне
двигателя //Г производится с диспетчерского пункта от часового
20 30 с обычно в начале смены. На основании данных суточного
расхода воздуха па предприятии может быть задана и другая
программа работы компрессорной установки, выполняемая для со-
коптролпруется реле давления с промежуточным реле Р11ДВ При
тушки промежуточного реле РПВ и размыкается кош акт РПДИ в
1,еш катушки промежуточного реле отключения РПО Если подана
команда от часового механизма н сработало реле РПЧ, то реле РПВ
включения РАВ, которое замыкающим контактом подает питание и
ьатунжу Эл'В выключателя ВМ Происходит запуск компрессора
После включения реле РПВ катушка реле РПЧ 1еряет питание
Замкнувшийся вспомогательны!! контакт ВМ включает
промежуточное реле РПНМ, котрое отключает реле РАВ и подготавливает
Непь включения реле РАО Последующее замыкание контакта РЧ
чателя ВМ, а значит, и остановка компрессора могут произойти
ше допустимою и 'закроется замыкающий контакт реле РПДВ.
Эю осуществляется при помощи реле напряжения РФ, катушка ко-

Глава восемнадцатая
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ НАСОСНЫХ
УСТАНОВОК
18-1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО НАСОСОВ
Насосные установки широко применяются на
электромашиностроительных предприятиях для перекачнва-
ьпя (транспортировки) жидких сред—вязких
жидкостей, а также техноло! нческоп н охлаждающей поды.
Сюда относятся, например, насосы для перекачки охлаж-
дающен эмульсин и мстачлообработкс, насосы в системе
водоснабжения и капа.ппацнн, специальные насосы для
химических сред (щечочеп и кислот) в гальванических
цехах, насосы для пропиточных составов, лакокрасочных
материалов и т.д.
По способу лена впя насосы разделяются на поршке-
вые и центробежные, их устройство подобно устройству
прошневых и центробежных компрессоров (см. рис. 17-1).
Поршневые насосы применяются для перекачивания
воды при больших высотах нсасывання (до 5—6 м).
Ввиду возвратно-поступательного движения поршня для
таких насосов, как и для поршневых компрессоров,
характерны неравномерность хода и пульсация нагрузки па
валу (при всасынаннн жидкости имеет место холостой
ход, при ежа пш — рабочий ход). Работа поршневых
насосов сопровождайся поэтом} неравномерным течением
жидкости в напорном трубопроводе. Для алаживанпя
п>льсацнй иагр>зкп и повышения равномерности хода
применяю! и одном насосе несколько рабочих
цилиндров, а на валу устанавливают маховик.
Поршненые насосы пускаются при открытой заднпж-
ке на напорном трубопроводе, иначе может пропзойш
авария. Пели насос работает на магистраль, где
поддерживается постоянный капор И, то поршню- при каждом
ходе приходится преодолевать постоянное среднее
усилие независимо от скорости перемещения. Среднее тпа-
ченпс мощности на валу насоса PCp=cHQ, но так как
Ы const, lo I\v=CiQ = c^ Следовательно, среднее
значение момента на валу насоса при постоянном протино-
давлении не зависит от угловой скоросш вала.
Л/с1, = РС] /со — и о) 'со - const.

Таким образом, поршневой насос пускается в ход под
нагрузкой, и от приводного двигателя требуется
повышенный пусковой момент.
Установки с центробежными насосами (рис. 18-1)
получили наибольшое распространение. В спиральном
корпусе / насоса помещается рабочее колесо 2 с
лопатками При вращении колеса двигателем Д жидкость,
поступающая к центру
колеса из заборного
резервуара 6 через
всасывающий трубопронод 7 и
открытую задвижку 8,
центробежной силон
выбрасывается по лопаткам
на периферию ьорпуса.
В результате в центре
рабочего колеса
создается разрежение, жидкость
в
нас
снова выбрасывается
лопатками колеса на
периферию корпуса и далее
подается в напорный
трубопровод 3. Таким
образом, в системе при
открытой задвижке 5
создается непрерывное те-
ченпе жидкости и
центробежный насос имеет
равномерный ход.
Зависимость мощности на валу
двигателя от скорости
у этих насосов подобна аналогичным характеристикам
центробежных компрессоров и вентиляторов (см. рис.
17-1,2), Т С. РДВ = СОK.
Перед пуском центробежный насос нужно заполнить
жидкостью. Насос может находиться как ниже, так и
выше уровня жидкости, подлежащей подъему или
перекачке. Если он расположен ниже уровня жидкости (рис.
18-1), то для его заливки достаточно открыть вентиль 8.
Если же насос находится выше уровня перекачиваемой
жидкости, то для заливки требуется со.,да1ь ра .реженне
внутри корпуса насоса при помощи специального
вакуум-насоса, в качестве которых обычно примени] >т порш-
30—6J 4G9

певые насосы В последнее время для заливки таких
насосов стали применять аккумуляторные баки (см рис.
18-Г),б). Такой бак упанавлпвается выше уровня насоса,
через него проходит всасывающий трубопровод, и г осле
остановки насос оказывается залитым жидкостью, как
если бы он находился ниже заборного резервуара.
После заливки корпуса насоса может быть вкчючеп
приводной двига1ель. Применяют грп способа п^ска
центробежных насосои:
Пуск при закрыюй напорной задвио.скс 5 (рис 18-1),
при котором плавно повышается давление в напорно"
тр\бопроводе и гсччючасчся гидравлический >лар в
системе. От двшателя не требуется повышенный п\скопой
момент. Гак как пуск происходит практически вхолостую
(момент Alt,n на пал) двигателя составляет 10- L;0(/<
Л!„, ч в начале п)ска и 30—40% в копал), но
дополнительно тратится время на последующее открывание <?-
движки.
Пуск при oikpbtiot'i напорной задвижке удобен, ее и
зерн^аре и имеется обратный клапан 4 (рис. 18-1). В jtom
случае не траштся время на открывание задвижки, и
общее время пуска агрегата меньше, хотя пуск самого
двшателя более длителен из-за увеличения А!Оа
Пуск с одновременным включением привода
отрывания напорной задвижки насоса можно рассматривать
как частные случаи первого и второго способов и
зависимости от соотношения времени открывания задвижки
и пуска насоса.
При остановке насоса надо вначале медленно — во
избежание гидравлического удара—закрыть напорную
задвижку, а затем отключить двигатель насоса.
Предварительное закрывание задвижки до остановки насоса
необходимо при отс>тетин обратного клапана для
предотвращения работы насоса в качестве гидрот) рбнны под
напором жидкости, находящейся в системе Такой режп >i
может привести к аварии насосного агрегата.
18-2. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ВЫБОР
МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ НАСОСОВ
телы ым poiuivoM работы и постоянной нагрузкой. При
отсутствии электрического регулирования скорости в
470

насосных агрегатах небольшой мощности обычно
применяют асинхронные двигатели с короткозамкпутым
ротором, гнпаемые от сети 380 В. Для привода насосов
мощностью спыше 100 кВт устанавливают асинхронные и
синхронные двигатели на Ь и 10 кВ с прямым пуском, т е.
с включением на полное напряжение сети.
Двшатели поршневых насосов соединяются с валом
насоса через замедляющею передачу (клиноременпую
пли зубчатую), поскольку поршневые насосы являются
тихоходными механизмами Центробежные насосы в
большинстве случаев выполняются быстроходными,
поэтому их приводные двигатели имеют высокою уьмовую
скорость (ыо~15О 300 рад/с) и соединяются с валом
насоса непосредственно.
Мощность двигателя насоса Рдв, кВт, определяется
по формуле
где р — плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3, g=
=9,81 ускорение свободною падения, м/с2, Q
—производительность насоса, м3/с; Нс— статическнп напор,
определяемый, как с)мма высот всасывания /(„ и naiне-
танпя /*„, м (рис 18-2); АН— потеря напора в
трубопроводах насосной установки, м, которым зависит от
сечения и качества обработки труб, кривизны участков
трубопровода, наличия вентилей и задвижек и т. д;
1]игм — КПД насоса, принимаемый: для поршневых
насосов 0,7 0,9; для центробежных насосов с давлением
свыше 0,4-10 Па 0,6 0,75, с давлением до 0,4-10 Па
0,45—0,0; 1]„ —КПД передачи, равный 0,9 0,95, к3 —
коэффициент запаса; рекомендуется принимать ею l,l —
1,3 в зависимости от мощности двигателя.
Для центробежного насоса особо важен правильный
выбор угловой скорости двшателя, так как
производительность насоса Q, создаваемым мм напор Н, момент М
и мощность Р на валу двигателя зависят от угловой
скорости о Для одного и того же насоса значения Q,, Ни
Л/, и Pi при скорости coi связаны со значениями Q2, H2,
М2, и Р2 при скорости о>2 соотношениями:
<?2 W2 ' Иг Л12 ы\ ' Р2 (у}

Из этих соотношений сле.^ет, что при завышении
скорости двигателя потребляе\-ая им мощость резко
возрастает, что приводит к nepeipeuy двигателя При
занижение*1 значении скорости двигателя создавне% ыи
насосом напор может оказаться недостаточным, и насос
не будет перекачивать жидкость.
Эксплуатационные свойства механизмов
центробежного типа (насосов, компрессоров п вентиляторов) oi pe-
деляются зависимостью напора Н (давления жидкости
или 1аза на выходе механизма) от производительности
Q при различных угловых скоростях со механизма. Эти
зависимости, называемые Q—//-характеристиками,
обычно приводятся в виде графиков в каталогах для
каждого конкретного механизма.
На рис. 18-3, а показаны Q—//-характеристики /—5
центробежного насоса. Чтобы определить параметры //
и Q насоса, необходимо знать Q—//-характеристику
магистрали (потребителя), на которую будет работатьн?-
сос (кривые с? и с). Пересечение характеристик насоса i
магистрали дает значения Q и //, т. е. определяет режим
работы механизма при различных скоростях его
рабочего колеса. Полный напор в системе складывается из
статического HQ и динамического Итн напоров, при этом
вторая составляющая напора пропорциональна квадра-
472

ту скорости или квадрату производительности насоса,
т. е.
НС + Нтв = Нс + cQ2.
A8-3)
В системе с преобладанием статического напора
(кривая с на рис. 18-3, а) при незначительном изменении
скорости двигателя от @1=о)НОм до «з характеристика
In
Шном
AHp
/
w,
Рис 18 3. О—Н характеристики центробежн
насоса не пересекается с характеристикой системы. Это
значит, что насос перестает подавать жидкость в
систему. Такое положение может иметь место при
асинхронном приводе насоса, когда снижение напряжения сети
Uc обусловливает уменьшение скорости двигателя, что
может вызвать остановку насоса.
Если в системе преобладает динамический напор
(кривая д), то снижение Uc не приводит к остановке
асинхронного двигателя, однако производительность
насоса уменьшается. При синхронном приводе насоса
снижение Uc не изменяет скорости двигателя, и подача
жидкости в систему не прекращается, но оно вызывает
увеличение угла отставания 0 ротора от статора и
уменьшение Мтах синхронного двигателя; при
значительном снижении Uc двигатель выпадает из
синхронизма и останавливается.

18-3. РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МЕХАНИЗМОВ
С ВЕНТИЛЯТОРНЫМ МОМЕНТОМ НА ВАЛУ
омпрсссоров с
(например,
ие присущих
j Q—H-x
i //',„ до точки //,, i
точин //,, до точки //,, переселения с lioiioii характеристикой
магистрали 2 и производительность уменьшается При это-.1 час ь
напора Д//,, !сряется на регу пирующем устройстве.
1-Слн принять, что //ж.,: и С?„,м — поминальные значения напора
н производительность механизма при работе без задвижки, а //, и
КПД установки
//MarQ Имаг АЯГ
%Г Г = (WMar+A//r) Q ~~~ Нг = '~ Нр ' {1Ь*]
При отсутствии (татпьсс кого напора в varncTpain //wai (Ql
= Hva»(QQH ,)».iBwwc4.iac
Чпг.Г <W"om Wp) (Q/QiiomJ « (Q QhomJ- ('8 5)
Из выражения A8 5) слсд>ет, что при уменьшении Q в 2 раз;
КИЛ установки уменьшится в 4 раза Детальный апапнз мощности
потерь при регулировании Q задвижками показывает, что максимум
потерь имеет место при отношении Q/Q,,,,f;=0,576 и равен
ЬРтах 0,385Я21ГОМ, A8 0)
где Ргшм — мощность на валу двигателя в номинальном режиме,
ностыо в несколько киловатт, в юторих преобладает статический
ьня и цепь ротора или дроссо.чей насыщении в цем(ь
xpoiiHOio лвиган'ля При преоб.-аданин в системе ста
пора (рис. 18-3,л, кривая с) незкачнтелнюс изменени
w.km до oij пршюлнт i значительному изменению про
сти от Он м ло С?. При преобладании динамического
бопьшес снижение скорей и дш rare пя — от ы„„, цо с:5.
474

Для оценки этого способа регулирования опредешм потерн
мощности в роторе асинхронного двигателя, которые
пропорциональны изменению скорости пли скочьження, по имеют ограничении и
Мощность Р2 ил валу двигателя, вращающего механизм с вен-
тнляторпой характеристикой, пропорциональна третьей степени ско-
ростп
Рг РшомЫ со„ом)л- A8 7)
Электромагчшмая моиаюсть Р\г дпнгатегш
Pi-2-Рг'О -S) -Р-ЛЩ W),
P.. P.Ho-f-2-)^ Г*™-**-!—)'. 0«8)
\oJiom/ w oj,iom \A),|0М /
rioiepn в роюрнон цени двигателя при ра}лпрова1 ни угловой
скорости, ее in че учнтыв;::ь Штерн в стати н механические но ерн,
определяются разностмо Ра и Рг. т с
ДР2 Рл-г—Рг - Р-2поч -^- (~^~) — Я*"ом (~^~) • С8"9)
Иссг1сд)я вираже пне A8 9) iij максимум, можно определить
ЬРгтах - С '27) Люм (w0 СО1ЮМ) ]
inn } A8-1C)
ЬРгтах @, 154 — 0,162) Яащ.м. J
ОНИ ПМеЮТ ИеСТО НрП СКОрОСТП <О,„а\ — г/лЫ::-
электрический способ регулирования производительное!и Q более
мощности уменьшаются бопес чем в 2 paia
Для установок большой мощности (несколько сотен inn тысяч
киловатт) рассмотренные способы регулирования угловой скорости
применяют декадные схемы этектропрпводов^в boiopux поте
i возвращаются R сеть или преобразуются i
а Пре "
е энергии скольжения осуществляется с иомощьн
ихаются на одном валу с главным двигателем [21].
Регулирование изменением числа работающих аврего
агрегатов равняется сумме производитечыюстей каждого агрегата,
чем обеспечивается их экономичная работа При преобладании дн~
намического напора общая производительность увеличивается
незначительно, а работа агрегатов происходит с пониженным КПД
475

18-4. СПЕЦИАЛЬНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ
НАСОСНЫХ УСТАНОВОК
Кроме аппаратуры общего назначения — кот амо-
ров, п\скатслеп, промежуточных реле, универсальных
пых установок используют специальные аппараш
управления и контроля, реле контроля уровня жидкости,
cipyiinue реле, реле давления, реле контроля залпвкп
центробежных насосов
В качестве реле контроля > ровня применяют попл* в-
кс вые реле, электродные реле уроьпя, манометры pa i-
лпчных типов, устанавливаемые на сливном
трубопроводе, датчики емкостного типа, радиоактивные датчики.
Поплавковые реле >ровня применяют обычно для
контроля уроьня neaipecciiBHbix жидкостей На рис.
18 4, а показано схематическое устройство такого реле
В открытый резервуар, в котором контролируется
уровень жидкости, погружен поплавок /, подвешенный на
гибком канате через блок 3 и уравновешенный 1рузом6.
На канате укреплены две переключающие шайбы 2 и 5,
которые при предельных уровнях жидкости в
резервуаре поворачивают коромысло 4 контактного устройства
8 При поворотах коромысло замыкает соответственно
контакты 7 пли 9.
Электродное реле (датчик) уровня, схематически
показанное на рис. 18-4,6, применяют для контроля
уровня электропроводных жидкостей. Реле состоит из двух
металлических электродов / и 2, помещенных в кожухе
3, который опускается в резерв} ар 4 с жидкостью.
Электроды реле включены в цепь катушки малогабаритного
промежуточною реле РП (электромагнитное реле
телефонного типа), которое питается от понижающего
трансформатора Тр.
При подъеме уровня жидкости в резервуаре до
короткого электрода / образуется электрическая цепочка:
вторичная обмотка Тр—катушка РП— электрод /—
жидкость—корпус 4 резервуара. Реле РП срабатывает
и становится на самопитание через свой контакт и
электрод 2, а другим контактом производит переключения
в цепях управления насосного агрегата, вводя его в
работу При опускании уровня жидкости ниже электрода
2 цепь питания кагушки РП прерывается, контакты РП
размыкаются, вследствие чего насосный агрегат отклю-
476

•laeiCH. По \слоппям безопасности роле 141 выбирают
обычно па низкое напряжение
Рече контроля залипии центробежных насосов мо-
г>т рабснать также па принципе поплавка, но в
настоящее премя сгали широко причинять реле мембрапною
типа Такие реле устанавливаются па 0,3—0,5 м выше
уровня насоса. При заливке его жидкостью мембрана
прогибается, перемещает прикрепленным к ней шток,
который переключает контактную систему реле. После
снижения давления мембрана пружиной возвращается
в исходное положение. Достоинством мембранных реле
является большая чувствительность и способность
выдерживать высокие давления, они применяются, в част-

ности, при заливке насосных агрегатов с помощью
вакуум-насоса.
Струнные реле используют для контроля наличия
потока (струи) жидкости в трубопроводе. Существует
мною конструкции струнных реле. Наибольшее
применение нашли дпафрагменные струйные реле, устройство
одного из них показано на рис. 17-4,6.
Реле давления применяют в насосных установках для
контроля за давлением жидкости на различных \част-
ках машетралн В практике эксплуатации насосов
наибольшее распространение получили реле с мембранной
или трубчатой пружиной (см. рис. 17-4,а).
13-5. СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК
Рассмотрим примеры' построения схем управления
электроприводами насосных агрегатов, поясняющие
основные принципы, используемые при автоматическом
управлении работой указанных механизмов.
На рис. 18-5, а приведена схема автоматизации
простейшего насоспою агрегата, предусматривающая два
режима управления: ручное и автоматическое. Выбор
пежнма производится с помощью ключа КУ. Если руко-
-380

ятка КУ поставлена в положение Р (ручное), то
управление двигателем Д насоса осуществляется по обычной
схеме— с помощью кнопок КнП (Пуск), КнС (Стоп)
и магнитною щскателя ИМ. Включение пли
отключение насоса в отом случае производи1ся оператором,
который следит за уровнем жидкости в резервуаре (рис.
18 Г), б). Для заливки насоса используется
аккумуляторный бак /
При установке ключа КУ в положение А
автоматическое управление двигателем насоса производится от
датчика уровня (поплавкового реле) P.V. При малом,
уровне жидкости в резерв}аре контакт /W разомкнут, и
насос не включен Если жидкость достигает верхнею
уровня, контакт РУ замкнут, получает питание катушка
пускателя ПМ и включается двшатель Д Насос
начинает работать и перекачивать жидкость из емкости к
потребителю Контакт РУ поплавковою реле остается
замкщтым до тех пор, пока уровень жидкости в
резервуаре не снизится до нижней отметки '1о1да контакт
РУ разомкнётся, что вызовет отключение пускателя ПМ
и остановку двигателя насоса
Защита двигателя и аппаратов управления от к \.
и перегрузки осуществляется автоматическим
выключателем ВА, имеющим комбинированный расцепптель.
Нулевая защита обеспечивается катушкой магнитного
пускателя. Датчик уровня РУ в этой схеме работает
без понижающего трансформатора, а импульс
управления с РУ передается в схему непосредственно — без
промежуточного реле. Такую схему можно применять
при небольшом расстоянии между насосом и
резервуаром, когда падение напряжения в проводах,
соединяющих катушку ПМ с контактами реле РУ, невелико.
Рассмотрим схему автоматического управления дв^-
мя насосными агрегатами /// и Н2 (рис 18 6),
эксплуатируемыми без дежурного персонала. Работа схемы
основана на'принципе п>ска и остановки насосов в
зависимости от >ровня жидкости в контролируемом
резервуаре, из которого производится откачка Для контро.м
заполнения бака жидкостью применяется олектродны:!
датчик уровня ДУ. Схема разработана для >слошп';
пуска и остановки насосных агрегаюв при постоят о от-
крьпых задвижках на выходном трубопроводе Из .лзух
aipeioTOB один является рабочим, а второй —
резервным. Режим работы агрегатов задается пероключате-

лем откачки ПО: в положении / переключателя насос
HI с двигателем Д1 будет рабочим, а насос И2 с
двигателем Д2 — резервным, который включается, если
производительность насоса HI окажется недостаточной

В положении // рабочим является насос 112, а резерв
ным — ///.
Рассмотрим работу схемы, когда ПО \ t iaironneii is
положение /, а переключатели ПМ п ПУ2— и
положение А, т. е на автоматическое управление iu,coca\ni.
Контакты / и 3 переключателя ПО замык<чо1 цени
катушек реле РУ1 и РУ2, но реле не включакя, iак как
при нормальном >ровне жидкости остаются
разомкнутыми электроды Э2 и ЭЗ датчика уровня ДУ. При
повышении уровня жидкости в емкости до электрода Э2
замыкается цепь катушки реле РУ1, оно срабатывает, и
через замыкающий контакт РУ1 подается питание в
катушку пускателя ПАИ Включается двигатель Д1, и
насос /// начинает откачку. Уровень жидкости в
емкости понижается, но при разрыве контакта Э2 двтатель
Д1 не остановится, так как катушка реле РУ1
продолжает получать питание через своп контакт РУ1 и
замкнутый контакт электрода Э1. Такая блокировка реле
РУ1 применена во избежание частых пусков и
остановок насосного агрегата при небольших изменениях
уровня жидкости и обеспечивает отключение пасосч
лишь тогда, когда уровень жидкости спадет ниже
нормального и разомкнётся контакт Э1.
Если произойдет аварийное отключение рабочею
насоса пли производительность его окажется
недостаточной, то уровень жидкости в резервуаре будет
продолжать повышаться. Когда о» достигнет электрода ЭЗ
датчика ДУ, получит питание катушка реле РУ2 Реле
сработает и включит магнитный пускатель ПМ2;
включится двигатель Д2 резервного насоса Отключение
резервного ai регата произойдет при спадании уровня
жидкости ниже электрода Э1.
Если по каким-либо причинам будет иметь место
большой приток жидкости в резервуар, то
производительность обоих насосных агрегатов может оказаться
недостаточной, и жидкость поднимется до предельно
допустимого уровня, на котором- установлен электро i
Э4. При этом замкнется цепь катушки реле РА, которое
сработает и своим замыкающим контактом включит
цепь аварийной сигнализации, оповещая персонал о
ненормальной работе насосных агрегатов. Для подачи
предупредительного сигнала при исчезновении
напряжения d цепях управления служит реле контроля
напряжения РКП. Цепи аварийной сигнализации питаются от
481

самостоятельного источника. Белая сигнальная лампа
Л Б сложит для оповещения о наличии напряжения в
цепях управления при контрольных осмотрах
аппарату ы
Переход на ручное (местное) управление насосными
агрегатами производится поворотом переключатепей
11У1 и ПУ2 в положение Р. Включение и отключение
двигателей Д1 или Д2 производится нажатием кнопок
КнП1 и КнС1 млн КнП2 и КнС2, расположенных
непосредственно у насосных агрегатов.
Схема может быть применена для управления двн-
Mfiiiiimibix пускателе!! защищаются теми же
автоматическими* выключателями ВА1 и ВА2, что и двигатели
При двигателях большей мощности для цепей катушек
ЛМ1 и ПМ2 следует применять самостоятельную
защиту. Схема на рис 18-6 с незначительными изменениями
используется п для управления работой насосов
перекачки охлаждающей эмульсии дня металлорежущих
станков.
В рассмотренных схемах командная и
исполнительная части расположены обычно в одном и том же
помещении, а за пределы установки вынесены лишь
оперативная и аварийно предупредительная сигнализация.
В более сложных схемах авюматпзацпи насосных
агрегатов командная и исполнительная части находятся в
различных, иногда весьма удалеппыхдруг от друга местах.
Па рис 18 7 приведена эпектрическая схема \иравлешгя насос-
1||>н з,ч;вижкои (запорным вентилем на трубопроводе), которая
открывается и закрывается небольшим асинхронным двигателем Д2
фиксируется размыканием конечного нык.иочателя В1\1) При по-
JI3 Вкчючснне насосного агрегата производится поплавковым репе
уровня AV, которое замыкает один контакт в цени управления
двигателем Д/ насоса И, а другом в цени катушки промежуточного
pcic РП1 двигатспя задвижки Д2
После того как насос будет пущен и давление повиси гея до
цс^кат^ закроет* с'|Юи"замыкаВ
ванпс задвижки О крываппс контролируется ко>1ечпым
Bh.2 и ярко горящей красной сигнальной лампой Л К
е ся При этом контактор КО отключится, двпгатспь

Д2 остановится, погас пег горевшая в
а красная ла*.*на ЛК б)дет горсть туск
Процесс (пкры1,амия задвижки, кро
ВКЛ.
I ечс И° fv ■ Pfr"- Д в ci я PJl P t.
и в i т д i г чъ /~2 la т i li l i i I
юс к те ВК2 i 11 i cc ,
pi [ О Ч li T>ChT 0[Г If

КЗ и КО Дли исключения возможности дистанционного управпення
так га выключателя ВКР.
Рассмотренная схема может применяться для отдельного
электропривода или же входить в состав более сложной схемы
управления насосными агрегатами Например, в центробежных насосах,
требующих автомат нческон заливки корпуса при помощи вакуум
насоса, командный импульс для запуска насосного агрегата дает реле
ур вня, которое через промежуточное реле включае! двнгатспь ва*
В последнее время появились системы замкнутого
регулирования (с обратными связями), в которых для
поддержания постоянства давления в напорном трубо-
проьоде и 'регулирования производительности
производится изменение угловой скорости двигателя насоса.
Для этого обмотку статора асинхронного двигателя
подключают к сети через дроссели насыщения или тиристор-
ный peiy-лятор напряжения, управление которыми
осуществляется от датчика давления через регуляторы на
полупроводниковых элементах.
В тех насосных агрегатах, где управление
двигателями насосов и задвижек производится с диспетчерско-
ю пункта, важно иметь в схемах надежную аппаратуру
управления с минимальным количеством подвижных
частей и контактов. Поэтому в схемах управления
насосами стали широко применяться бесконтактные
логические и полупроводниковые элементы в сочетании с гер-
м от и з и ров а и н ы м и м а г н и т о у п р а в л я е м ы-
м II кон I акта ми (re p кон а м и) — например типа
МКА 52202 с числом включении до 2,5-106, на основе
которых создаются реле, датчики, переключатели и
другие уаройства, заменяющие контактные нстерметизиро-
ваниые аппараты управпепия.
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ УСТАНОВОК ДЛЯ
НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ
19-1. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
Для нанесения металлических покрытий на другие
металпы широко используется электролитический
способ— гальваностегия. Издепие (катод) соединяется с

отрицательным полюсом источника постоянного тока и
noi ружаетси в вашгу с электролитом — кислот1гым или
щелочным раствором, который содержит ионы
покрывающею металла В ванну погружается электрод из
покрывающего металла (анод), соединенный с положи-
тельгым полюсом источника тока. В процессе
электролиз металл анода переносится через электролит и
осаждается на изделии.
Гпособом гальваностетн наносят антикоррозионное
и Декоративное покрытия металлических деталей
электрических машин, для изготовления пластмассовых и
миканитовых деталей коллекторов, щжтакткых колец
и т. п.
Количество осажденною металла пропорционально
количеству прошедшего через электролит электричества
с учетом потерь из-за побочных химических реакций,
утечек тока и других причин.
Время /, мин, выдержки изделий в гальванической
ванне для получения слоя покрытия толщиной h, мкм,
определяется по формуле
1де с — электрохимический эквивалент покрывающего
вещества, кг/К, т.е. кг/(А-с); т)г — катодный выход
металла по току (отношение фактического количества
выделившегося вещества к теоретическому); р — плотность
покрывающего вещества, ki/m3; бк — катодная
плотность тока, А/м2.
Наиболее распространены такие процессы нанесения
покрытий, как цинкование, хромирование,
никелирование, лужение, свинцевание, оксидирование. Температура
электролита должна лежать в пределах от +20 до
+80° С. Толщина наносимого слоя колеблется в
широких пределах в зависимости от свойств покрытий, их
назначения и условий эксплуатации. Например,
цинковые покрытия для защиты черных металлов от коррозии
имеют толщину 10—50 мкм, защитно-декоративные
покрытия из хрома — до нескольких микрон.
Применяются также многослойные покрытия, например
медь-никель-хром. Для повышения коррозионной
стойкости изделия из алюминия и его сплавов используют
электролитическое утолщение оксидной пленки до 10—
485

12 мкм Процесс оксидирования характерен км, чт
анодом сл\жпт изделие
Эломролш может имен, несколько варпанюп
(номеров ванн), окчичающихся концентрацией компонентов
Осуждение металла сопровож чае к я cm кргиаччмза-
циен, и желакчпьпы покрытия с мелкими кристаллам!
(зернами) Поэтому пыбнрают ioi парнищ очект[ очпл,
чес то покрытя улучшается, сч-ли 2- (> раз и м|п;ут\
менять направление юка При повыше iinoii кмиера!\ре
электролша D0—80 С) можно \пе.шчть плошпиь
тока и поймешь производительность процесса Обычно
элеыролты допускаю! плотное и, юка п пределах
10*—102 Л/м;>, при no.uoipeBe и перемен.nisai ин
электролита допустимы большие плопюсти гока
Гальванические панны h[e.ici.'H "i с боГ: i.jj.ivo-
угольпые резервуары из шетовон ста ш Д.:я кис чотш \
эчектролутов ванны Biijipn ф} гермогся материалом, не
вступающим во взаимодействие с ^лектрочиюм,
например свинцом, винипластом, резиной Ванны жгоювляют
также из полистрола
Перед нанесением покрыт» производя! пцаюльщю
подготовку поверхноеш изделий, механического
обработку (очистку пескоаруйным аппаратом, нратаюти-
мнея щетками из проволоки, шчпфопашк1 и по.чирова-
ние специальными пастами) и химическою пли
электрохимическую обработку Последняя состоит из
электролитического обезжиривания и травления и
растворах кислот или щелочен Изделие погружается в
панн> с рас тором и слркш одним т элекгро юи
В процессе элеыролиза расi вора выделяющиеся на ио-
иррмюечн изделия пузырьки газа (водороча па нзде*
.inn катоде или кпе.юрода на изделии-
аноде) трыпакп от поперхности изделия капли жиров,
масел, 1рязи и т п. При трапленин (с большими, чем
при обезжиривании, плотное!ями юка) происходит как
отрын пленок окисло» пузырьками газа, так и
восстановление окислоп или их электролитическое
растворение Последним этапом подготовки изделий,
непосредственно перед поступлением в гальванического панн> для
нанесения покрытий, служит электрохимическое
декапирование, т е. легкое анодное травление is слабых
растворах кислот
Электрооборудование и схемы питания гачьваниче-
48G

ских ванн. Для питания ванн применяют постоянный
ток до нескольких тысяч ампер при напряжении 6—12 В
В качеаве пс ючппков тока используют лпектромашип-
пые преобразователи серии ЛДН с генераторами на то
ки (>1 250 до 10000 Л при напряжении t> — II? или 9 В
или полуировочнмковые выпрямшели па тки от 200 до
2ГH00 Л при напряжении 6 - 28 В
J операторы )ж ктромашиииых преобразователен на
ток до 1ГH0 Л и.ноювляются с самовозбркчением.
Более мощные генераторы имеют отдельный возбудитель
с наг ряжением 110 В Изменение напряжения [енерато-
ра с 6 на 12 В ос>in.eeшляют, переключая обмотки яко
ря с параччелыюю соединения па последовательное
При лом допуаимын ток генератора уменьшаемся
вдвое
Полупроводниковые винрямтели в насюящее время
ста.т основным видом исючников шпамгн гальваипче-
шлямп серии ВЛ1\1 , ВАЗ и другие и тприсюрпые вы-
ирямтечи серии ВАК вып^скаюкя па токи oi 100 чо
2Г>000 Л и напряжения or 6 до 48 В Штотовляклся
также выпрями!ели серии ВА1\Р с реверсированием тока
нагрузки
11а рис 19 1 показаны упрощенные схемы пеючников
питания гальванических ванн :->лектромаипшпою (рис.
19 1,с;), неуправляемою выпрямителя (рис 19 1,6) и
гирисюрпого пыпрямтели (рис 19 l,e) Выщп.мтели
с пс\правчяемымп вентилями гюсгрогны по трехфазной
схеме выпрямления с уравнительным реакюром РУ и
спабжепп переключагемем //, при помощи которого
можно переключать oi пайки первичной обмотки транс-
форкатра 1 р, изменяя пыпрямлепное напряжение.
В других пеполнеч'иях выпрямптечен дмя реч^лиропанпя
напряжения применены дроссели пасы/кеппн ///> Тири-
сторные выпрямители на токи до (i00 A nocipoeni)! по
пол>\правляемон трехфаз! ой мосювоп схеме
выпрямления, а на большие токп по 1рехфазпой схеме с
\равш тельнсм реакюром
Оперативное вкмючеппе и емключепие исючнпков пи
таши производи к я контакторами /\Л Напряжение гс
нераюра регу'1ир>( 1ся при помощи реостата #)lt В ш
ристорных выпрямшелях с блоком пмп\льсно фазовою
>П] аиления НУ и промеж\ ючиым \сп|1нтечем //v при
менякIся оГрашые связи по напряжению (О//) пли по
187

току @7) [либо по плотности тока (ОПТ) ] Наличие
переключателя обратных связей ПОС позволяет
получать внешние характеристики (i=/(/) и.ги U = f,(bK)
разного вила (рис. 19-2), т.е. обеспечивать режи\ц
работы с автоматической стабилизацией заданною
ползунком потенциометра /?3 значения напряжения U, . i Го
плотности тока бк или тока/. Б.^ок БТО пре.;нашн
ограничения максимального тока выпрямителя i
боте с обратной связью по OIL
От источников тока к" гальваническиг b,'hi;
передается по медным, алюминиевым, реже
ным или стальным шинам. Когда прокл;> ;ка i,,in
можна, допускается 1ртчнение кабелей. ( ечеш
и проводов должны быть ныбр?ны так, чтоГи i оГк
минимальные г отерп электроэнергии.

ГЪ.лво . loisa к nam.,i.\. oiyimciiyn eic» через анодные
канпныс г..i«-iin 1', \к[н1'-км>( i ,< Горчач h?i i Часто
M.tliUUOr IwHO l\». I.iT.il Г\ \ t'/ivLY J!\M1 Н1Ю J L'.V.Il.
I1 (К
,.иш'.;\а.г.1л ui схе^ч i';i-iaiiii> (] рс 19 3) oj ксточкпьа
посто>:1пч)го кжа ///// ^civi] (niai.-iiiui ою iei ет, .'юра
или iio.r\i ропод1!1:ко1Ю1О ньп рягртел»- Прр incw. j ckt-
po:.iai iiii.iioi'o ,u регата (cv.. рис. 19 I, а) сначала пклю-
4,ii<)-i днргатс.1-] Л I1 по достижении TpeCyevoio pai ря
Mei ря на ici.cp;nope выключатс-и- В (рис. 1е' 3) г од-
к.г1оч,иот наш \ / Отключет (. i рорзводяг и обратном
поря j\i При вк.гючс1 ни выпрямителя следует вначале
по ^клочить цепь ванны и только зател; вк.гюч1чь пере-
лчнпыГ' гок При выключи ии вьп рямртеля сначала вы-
кг.ючас кя переменный ток, noc.it чего vo>^ho отключать
Но многих гальванических цехах питание нескольких
ват осуществляется от общего источника ИНТ На
ррс 19 4 приведена схема параллельного включения
гальванических ванн. В этом случае для регулирования
тока и цепь каждой ванны включается реостат /?11Гв.
Если для процесса покрытия требуется уапряженре
31-Ы2 489

большее, чем дает один источник, применяют
последовательное включение нескольких источников, а при
необходимости получить ток, превышающий ток одного
источника, применяют параллельное включение
источников.
В некоторых случаях для ванн требуется разное
напряжение: для одних ванн 12 В, для других 6 В. Тогда
Рис. 19-4 Схема парал
двухпроводной системе.
питание ванн производится по трехпроводной схеме
(рис. 19-5), дающей значительную экономию цветного
металла на токопроводы.
Для механизации процессов покрытия и увеличения
производительности гальванических цехов применяют
полуавтоматические и автоматические установки. Они
представляют собой ванны, оснащенные механизмами
для непрерывного перемещения подвесных
приспособлений с изделиями от места загрузки до места
выгрузки.
По конструкции автоматы для нанесения гальвани-
490

ческих покрытий могут быть прямолинейными,
овальными (кольцевыми), П-образными. Прямолинейные
автоматы применяются в случаях, когда поток деталей
по ходу технологического процесса направлен в одну
сторону. Покрываемые изделия перемещаются вдоль
ванны с помощью бесконечных пластинчатых
конвейерных цепей. Продолжительность процесса
устанавливается в зависимости от необходимой толщины покрытия
и регулируется изменением скорости движения цепей
Рис. 19-5 Схема параллельно
трехпроьодпой системе.
@,1—1 м/мин). У прямолинейных автоматов
обслуживание двустороннее: загрузка и выгрузка изделий
осуществляются с противоположных сторон ванны. В
овальных, кольцевых и П-образных автоматах перемещение
изделш'1 производится также при помощи пластинчатых
цепей, приводимых^ в движение посредством двух
звездочек. Обслуживание таких автоматов (загрузка и
выгрузка) производится с одного рабочего места.
В полуавтоматических уста-новках операции
предварительной подготовки изделий и.заключительные
операции выполняются в стационарных ваннах. В
автоматических конвейерных установках все операции
нанесения покрытий механизированы, начиная от
обезжиривания и кончая сушкой деталей.
31*
191

19-2. УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ ОКРАСКИ
На установках электростатической окраски
окрашиваются различные изделия, в том числе корпуса
электрических машин и аппаратов.
Сущность метода окраски распылением в
электростатическом поле высокого напряжения до 140 кВ со-
Рис. 19-6. План электроокрасочпой камеры.
стоит в том, что между заземленным окрашиваемым
изделием и так называемым коронирующим электродом,
находящимся под отрицательным потенциалом,
создается постоянное электрическое поле, в которое вводится
распыленный лакокрасочный материал. Попадая в это
поле, частицы (мелкие капли) материала приобретают
отрицательный заряд и движутся по линиям поля к
окрашиваемому изделию.
Окраску ведут в специальной камере, которая
служит для ограждения электродной системы,
находящейся под высоким напряжением, а также предохраняет от
запыления окрашиваемые изделия. Камера
выполняется металлической, проходного типа, частично
остекляется и хорошо освещается для наблюдения- за
процессом. Вход в камеру имеет блокировки безопасности.
Размеры камеры определяются условиями
производства. На рис. 19-6 представлен план электроокрасочной
492

камеры / с электростатическими распылителями 7 и
окрашиваемыми изделиями 6, которые движутся по
заземленному конвейеру 2. В зависимости от рода и
формы окрашиваемых изделий конвейер может быть
подвесным, ленточным, напольным. При окраске некоторых
изделий их необходимо вращать, тогда конвейер
снабжается устройством для вращения подвесок вокруг оси
в зоне электрического поля. Скорость конвейера
устанавливается в зависимости от условий производства и
пропускной способности сушильных камер. Обычно она
равна 0,75—1 м/мин, а в некоторых случаях
увеличивается до 3 м/мин и регулируется при помощи
механических вариаторов.
В электроокрасочной камере предусматривается
вытяжная вентиляция 3 для удаления паров растворителя
краски. Движение воздуха в камере не должно
нарушать движения заряженных частиц краски в зоне
электрического поля, поэтому отсос воздуха производится по
направлению движения распыленной краски. Скорость
движения воздуха в камере обычно составляет 0,2—
0,5 м/с. В некоторых камерах устраивается еще и
приточная вентиляция, которая через особые фильтры
подает в камеру чистый воздух. В ряде конструкций
камер предусматриваются гидрофильтры в системе
вытяжной вентиляции. Камера оснащается также
устройством автоматического огнетушения.

s На рис. 19-7 показана принципиальная схема
стационарной установки электростатической окраски.
Предварительно обезжиренные, промытые и просушенные
изделия / укрепляются на конвейере 2 (в данном случае
подвесном) и проходят мимо распылителей 4.
Отрицательный потенциал подводится к коропирующим
электродам распылителей от выпрямительного устройства
высокого напряжения ВВУ, размещаемого обычно на
крыше 16 электроокрасочной камеры. Краска поступает к
распылителям из бачка 6 с мешалкой через дозирующее
устройство 8, снабженное шестеренчатым или диафраг-
менным насосом. Управление всеми агрегатами
установки осуществляют дистанционно с пульта 7, вынесенного
за пределы камеры. После окраски изделия поступают в
сушильную камеру. Сушку ведут в специальных
установках с электрическими нагревательными трубками
инфракрасного (темного) излучения или излучателями с
газовым подогревом.
В установках электроокраски применяют
электростатические и пневматические краскораспылители и
различные по форме коронирующие электроды.
Электростатические распылители выполняются вращающимися
центробежными с пиевмо- или электроприводом, а
также без подвижных элементов.
Электростатические центробежные распылители
изготовляются в виде грибков, чаш, дисков. Наибольшее
распространение получили чашечные и грибковые
распылители. Одна из конструкций чашечного распылителя
(типа ЧР-1) состоит из воздушной турбинки и сменных
головок-чаш, закрепляемых на ее валу. Распылители
помещаются на изолированной стойке 3 и могут быть
наклонены к изделию под любым углом. Подача краски
осуществляется через полый вал турбинкп на
внутреннюю поверхность чаши Распыление краски с
вращающейся чаши происходит за счет центробежных сил и
высокого отрицательного напряжения, подаваемого на
корпус чаши, которая является одновременно корони-
рующим электродом. Вращение чаши производится с
угловой скоростью 90—150 рад/с, причем скорость
регулируется давлением воздуха, который поступает от
компрессора через воздухоочиститель 5. В других
конструкциях чашечных распылителей, например типа
ЭР-1М, вращение передается чаше от электродвигателя
через механическую передачу.
494

В грибковых распылителях с электроприводом
краска подается на поверхность грибка снаружи, поэтому
грибок непосредственно надевается на вал двигателя.
Конструкция грибкового распылителя проще, чем
чашечного, и такие распылители получают все большее
распространение.
Распылители в виде грибков, чаш и дисков
устанавливаются в окрасочной камере различными способами.
Они крепятся на неподвижных отдельных
изолированных стойках, на общей наклонной штанге между двумя
стойками, подвешиваются к потолку камеры, а также
помещаются на качающихся штангах или вертикальных
опорах с возвратно-поступательным движением.
Механизмы перемещения распылителей приводятся в
движение от электродвигателей. Применение таких
механизмов позволяет сократить число распылителей в камере.
К электростатическим распылителям без подвижных
элементов относятся лотки, гребенки из трубок,
щелевые и другие устройства. Лакокрасочный материал в
определенном количестве (от дозирующего устройства1)
подается на распылитель, поступает к его коронирую-
щему краю и распыляется под действием электрическою
поля.
Если окраска изделий производится
пневматическими распылителями (пистолетами), то в качестве коро-
нирующих электродов используют сетки или игольчатые
электроды. Распылители устанавливаются на
заземленных штативах.
Электродные сетки 5 (см рис 19-6) применяют в тех
случаях, когда распыление лакокрасочного материала
производится пистолетами 4 под небольшим углом к оси
конвейера. Электродные сетки изготовляют из жестких
металлических трубчатых или прутковых рам без
острых углов (диаметр прутмэв или труб 15—25 мм). На
рамках через каждые 200—250 мм натягиваются коро-
нирующие электроды из стальной или нихромовой
проволоки диаметром 0,3.—0,35 мм. Форма электродных
сеток зависит в основном от конфигурации окрашиваемых
изделий. Сетки могут быть вертикальными,
горизонтальными, эллипсовидными. Длина сеток зависит от
давления распыляющего воздуха; например, при давлении
воздуха 90—150 кПа длина сеток составляет 1,5—2 м.
Если факел распыляемой краски необходимо
направить к изделию под прямым углом, то целесообразно

применять игольчатые электроды —
металлические трубки со вставленными в них остро заточенными
иглами, обращенными остриями к изделию. Игольчатые
электроды образуют постоянные ионизирующие точки с
наибольшим скоплением электрических линий. Такие
электроды менее подвержены загрязнению краской, не
требуют частой чистки.
Для дистанционного управления .пневматическими
или электростатическими распылителями с
пневмоприводом выпускается электропневматический клапан с
датчиком положения (рабочее напряжение 220/380 В).
Для электростатической окраски можно применять
большинство обычных лакокрасочных материалов на
основе масел, глифталсвых и других смол, битумов, ас-
фальтов. Наиболее целесообразно применение
электростатической окраски для наружных поверхностей
изделий. Однако необходимо учитывать, что в результате
неравномерности электрического поля осаждение
лакокрасочного материала будет хорошо происходить на
выпуклых поверхностях и плохо — в местах углублений.
В связи с этим для окраски углублений требуется
дополнительная ручная подкраска (например,-между
ребрами корпусов электрических машин).
При окрашивании крупногабаритных изделий и
изделий, выпускаемых мелкими сериями, а также для
подкраски применяют ручные электростатические
распылители. Схема установки для ручного
электроокрашивания показана на рис. 19-8 Здесь на изделие краска
наносится при помощи электростатического
распылителя-пистолета 2, который посредством шлангов и
кабелей присоединен к дозатору лакокрасочного материала
4 и электростатическому генератору 5.
Основные преимущества электростатической окраски
заключаются в уменьшении расхода лакокрасочного
материала примерно на 50% по сравнению с обычной
окраской распылением и высоком качестве окраски. Вместе
с тем следует иметь в виду, что экономическая и
техническая эффективность метода электростатической
окраски проявляется в полной мере только при комплексной
механизации производства, начиная с подготовки
изделий перед окраской и кончая процессом сушки
Особенно эффективен этот метод в серийном и массовом
производстве однородных изделии при использовании
конвейеров.
496

Электрооборудование установок электростатической
окраски. В качестве источников питания установок
электростатической окраски применяют
выпрямительные устройства высокого напряжения (например, на
140 кВ и 5 мА) и электростатические генераторы.
Рис 19-8 Схема устаноики для ручной электроокр;
п
Z6
Рис. 19-9 Принципа
ма электростатически
тора.
1* «П*
Принципиальная схема од*ной из разновидностей
электростатического генератора приведена на рис. 19-9.
Генератор преобразует механическую энергию в
электрическую благодаря механическому перемещению
зарядов против сил электрического поля. В данном случае
генератор имеет транспортер из диэлектрика.
Подвижная часть генератора / — изоляционный транспортер
зарядов, движущихся с некоторой скоростью (ротор).
Элементы неподвижного статора осуществляют
зарядку и разрядку поверхпоети транспортера. Зарядное и
разрядное устройства соответственно состоят из иони-

заторов 2а и За и индукторов 26 и 36. В зарядном
устройстве индуктор заземлен, в разрядном — соединен с
нагрузкой 4.
Если приложить между индуктором (пластиной из
проводника) и ионизатором зарядного устройства
напряжение возбуждения UB, превышающее некоторое
критическое значение, то на ионизаторе,
представляющем собой тонкую проволоку, тонкую пластинку или
ряд игл, возникнет электрический заряд. Образующиеся
ионы осаждаются на поверхности транспортера и
уносятся им. В разрядном устройстве (т.е. на полюсе
высокого напряжения) между индуктором и ионизатором
прикладывается напряжение UB противоположного
знака. На ионизаторе также возникает заряд
противоположного знака, благодаря чему с транспортера
снимается заряд, который и создает ток через нагрузку 4.
Чаще всего генераторы имеют цилиндрический ротор;
в частности, у установки ручной электроокраски на
рис. 19-8 изображен такой генератор.
Основные элементы выпрямительного устройства
высокого напряжения ВВУ показаны на рис. 19-7.
Повышающий трансформатор 15 установлен в бакелитовом
цилиндре, заполненном трансформаторным маслом.
Кенотрон 13 в кожухе располагается на трансформаторе
накала 14, также установленном в бакелитовом
цилиндре с маслом. Резистор 12 служит для ограничения тока
на стороне высокого напряжения трансформатора при
искровом разряде или к.з. В качестве ограничительного
резистора обычно используется комплект
радиорезисторов, последовательно соединенных между собой
и'заключенных в бакелитовую трубку. Сопротивление
резистора— 0,6—1 МОм. Шинопровод высокого напряжения
// выполняют в виде стальной никелированной или*
хромированной трубки. Через проходной изолятор 9
подается напряжение в электроокрасочную камеру.
Автоматический разрядник 10 в герметическом исполнении
предназначен для автоматического снятия остаточного
заряда с электродных сеток, электростатических
распылителей и шинопровода после отключения высокого
напряжения. Контактное устройство разрядника
размещено в цилиндре полого фарфорового изолятора,
заполненного маслом. Неподвижный контакт разрядника
при помощи гибкого проводника присоединен к
заземленным частям электроокрасочной камеры. Подвижный

контакт через систему рычагов из изолирующего
материала связан с сердечником электромагнита и
электрически соединен с шинопроводом //. Если катушка
электромагнита отключена, то подвижный контакт под
действием пружины замкнут с неподвижным и шинопровод
оказывается заземленным. При подаче питания в
катушку электромагнита его сердечник втягивается, под-
-220В
Рис. 19-10. Электрическая с:
>ямительного устройства В-140-5.
499

вижный контакт разрядника отходит от неподвижного,
поэтому с шинопровода заземление снимается.
Электрическая схема устройства типа В-140 5
показана на рис. 19-10 Короиирующии электрод КЭ
питается однополупериодным напряжением от выпрямителя,
состоящего из кенотрона высокого напряжения ВК
типа КР-220 и повышающего трансформатора ТрВ.
Первичная обмотка этого трансформатора подключена к
сети 220 В через автотрансформатор AT, позволяющий
плавно регулировать выпрямленное напряжение в
пределах от 65 до 140 кВ. Трансформатор Тр2 накала
кенотрона включен через настроечный реостат Rn- Для
контроля напряжения на коронирующем электроде
служит вольтметр V, ироградуированный по
выпрямленному напряжению Ток .нагрузки выпрямителя высокого
напряжения измеряется микроамперметром \х.А иа
500 мкА, пределы измерения которого могут быть
увеличены в 10 раз при помощи шунта /?ш2 с выключателем
ВШ Для предохранения микроамперметра от
высокочастотных токов служит конденсатор С2.
Включение высокого напряжения производится при
помощи главного контактора КГ после нажатия
пусковой кнопки КнП. Одновременно автоматический
разрядник Р-кЛ снимает заземление с отрицательного
полюса цепи высокого напряжения. При перегрузках по
ток> срабатывает максимальное реле РМ и отключает
контактор КГ. Так же как и при отключении установки
Kiionhon КнС, в этом случае вместе с контактором КГ
теряет питание электромагнит разрядника РкЛ, который
заземляет коронирующий электрод КЭ.
В цепь выажого напряжения последовательно с
ограничительным резистором Ro включено также искро-
предупреждающее устройство ИПУ. Назначение ИПУ—
предотвратить искровой пробой между короннрующпм
электродом КЭ и окрашиваемым изделием И, который
может произойти в случае раскачивания изделия па
конвейере К, обрыве электродных проволок, падения
изделия на коронирующий электрод и т. п. Искровой разряд
в некоторых случаях вызывает загорание краски на
изделии, поэтому искропредупреждаюшее устройство
должно быть сверхбыстродействующим. Указанное ИПУ
представляет собой тиратронное реле, в аварийных
случаях снимающее высокое напряжение с коронир-ующего
электрода в течение одной миллионной доли секунды.
600

Узел ИПУ оформлен конструктивно в виде самостоя»
тельного блока, заключенного в бакелитовый цилиндр,
заполненный маслом.
Секционированный тиратрон высокого напряжения
СТ блока ИПУ включен параллельно кенотрону ВК.
Напряжение на коронирующий электрод поступает че-
р'ез пентод Л, в цепь катода которого включен резистор
смещения R1. На экранную сетку пентода подается ш>
ложительный потенциал ог выпрямителя Вп через
сглаживающий фильтр R3, СЗ. Питание выпрямителя Вп и
цепей накала тиратрона и пентода производится от
трансформатора Tpl, который в свою очередь
подключен к сети 220 В через стабилизатор
напряжения СН.
Если произошло замыкание коронирующего
электрода КЭ с изделием И, увеличиваются анодный ток
пентода Л и напряжение смещения на сопротивлении R1.
Внутреннее сопротивление пентода резко возрастает,
поэтому на управляющую сетку тиратрона СТ подается
отпирающий потенциал, тиратрон зажигается и
шунтирует цепь высокого напряжения, снимая напряжение с
коронирующего электрода. После этого реле РМ
отключает контактор КГ.
Трансформатор ТрЗ служит для питания сигнальных
ламп пониженным напряжением. Лампа 8ЛС
контролирует наличие напряжения на схеме; лампа 7J1C
(«светофор»), установленная' при входе в окрасочную
камеру, загорается при включении высокого
напряжения. Остальные сигнальные лампы предназначены для
контроля за работой вспомогательных устройств
установки.
Кроме защиты цепи высокого напряжения от
перегрузки и искрового разряда, в схеме предусмотрена
защита от к. з. в трансформаторе ТрВ и на стороне
низкого напряжения плавкими предохранителями Пр.
Конденсаторы С/ защищают питающую сеть от радиопомех.
Микроамперметр и обмотка реле РМ защищены от
перенапряжений искровым промежутком МП.
Электроаппаратура управления и защиты
выпрямительного устройства высокогсУ напряжения размещена в
пульте управления, на крышке которого находятся
приборы, выключатели, сигнальные лампы и кнопки КнП,
КнС. Иногда применяют также дополнительные
подвесные пульты управления.
501

Приводы механизмов электроокрасочных установок
выполняются от асинхронных двигателей во взрывойе-
проницаемом исполнении или закрытых во взрывоне-
проницаемых кожухах. Для привода центробежных
вентиляторов применяют двигатели типа МА-143
мощностью от 3,8 до 8 кВт, а также типа ТЛГ-32 мощностью
2,3—3,5 кВт. Турбинки грибковых и чашечных
распылителей снабжаются двигателями серии ЛОЛ мощностью
от 50 до 180 Вт.
Для привода насоса дозирующего устройства
применяется обычно двигатель ТАГ-12/4 мощностью 0,42 кВт,
для привода краскомешалки — мощностью до 0,9 кВт.
Аналогичные двигатели используются и в приводах
перемещения (качания) распылителей. Управление
двигателями механизмов осуществляется при помощи
магнитных пускателей и кнопочных станций
Основные блокирующие устройства в схемах
управления установки электростатической окраски
обеспечивают невозможность: 1) включения высокого
напряжения посторонними лицами или лицами, у которых нет
ключа от запирающейся пусковой кнопки; 2) пуска
конвейера без предупредительного звукового сигнала и
последующей выдержки времени в течение 5—15 с;
3) включения высокого напряжения в тех случаях, когда
не подано напряжение на нить накала кенотрона,
разомкнуты защитные вспомогательные контакты (БК.1 на
рис. 19-10) на ограждении окрасочной камеры и на
кабине с оборудованием высокого напряжения, регулятор
высокого напряжения не находится в исходном
положении (разомкнут контакт БК2); 4) включения
распыления при выключенной вентиляции, неподвижном
конвейере, выключенном высоком напряжении; 5)
включения высокого напряжения при выключенной
вентиляции.
Все элементы установки электростатической
окраски, подлежащие заземлению (камера, стойки к
пневматическим распылителям, конвейер, вентиляционная
система и др.), заземляются согласно правилам
заземления установок высокого напряжения.

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ВО ВЗРЫВО- И
ПОЖАРООПАСНЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
20-1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ ПО ИХ ВЗРЫВО- И
ПОЖАРООПАСНОСТИ
Помещения и установки промышленных
предприятий, в которых по условиям технологического
процесса используются или хранятся горючие вещества, в
соответствии с требованиями к их
электрооборудованию классифицируются Правилами устройства
электроустановок ПУЭ (гл. VI1-3 и VI1-4) на взрывоопасные
и пожароопасные.
К взрывоопасным помещениям и
установкам относятся те, в которых технологический
процесс может сопровождаться образованием
взрывоопасных смесей: горючих газов или паров с воздухом,
кислородом или другими газами-окислителями, горючих пы-
лей или волокон с воздухом при переходе их во
взвешенное состояние.
Пожароопасными считаются те помещения и
установки, в которых применяются или хранятся
горючие вещества, но опасность взрыва отсутствует.
Если среда помещений, а также наружных
установок, в которых применяется электрооборудование,
взрыво- или пожароопасна, то причинами взрыва либо
пожара могут стать: электрическая искра (дуга),
возникшая в электромашине, апггарате или приборе, в
электропроводке или кабельной линии, в
электроосветительной арматуре и т.п.
Согласно ПУЭ все взрывоопасные помещения и
установки в отношении их опасности при применении
электрооборудования подразделяются на следующие
классы-
Помещения класса B-I. К ним относятся
помещения, в которых могут образоваться взрывоопасные
смеси горючих газов или паров с воздухом или
другими окислителями при нормальных недлительных
режимах работы, например при загрузке или разгрузке
технологических аппаратов, хранении или переливании
легковоспламеняющихся и горючих жидкостей,
находящихся в открытых соСудах и т. д.
БОЗ

Помещения класса B-Ia. К ним относятся
помещения, в которых взрывоопасные смеси горючих
паров или газов с воздухом или другими окислителями
могут образоваться только в случае аварий или
неисправностей.
Помещения класса B-I6. .К. ним относятся те
же помещения,- что и класса В-Ia, но отличающиеся
одной из следующих особенностей: I) горючие газы
в этих помещениях обладают высоким нижним
пределом взрываемости A5% и более)* и резким запахом
при предельно допустимых по санитарным нормам
концентрациях, 2) образование в аварийных случаях в
помещениях общей взрывоопасной концентрации по
условия .Г технологического процесса исключается, а
возможна лишь местная взрывоопасная концентрация;
3) горючие газы и легковоспламеняющиеся горючие
жидкости имеются в помещениях в небольших
количествах, не создающих общей взрывоопасной
концентрации, и работа с ними производится без применения
открытого пламени.
Установки класса В-1г._ К ним относятся
наружные установки, содержащие взрывоопасные газы,
пары, -горючие и легковоспламеняющиеся -жидкости,
где взрывоопасные смеси возможны только в
результате аварии или неисправности.
'Помещения класса В-П. К ним относятся
помещения, в которых могут образоваться
взрывоопасные смеси'горючих пылен или волокон с воздухом и
Другими окислителями при нормальных недлительных
режимах работы
Помещения класса В-Па. К ним относятся
помещения, в которых опасные состояния, указанные
в предыдущем классе, возможны только в результате
аварий или неисправностей.
Производственные помещения, которые хотя и не
содержат технологического оборудования и
материалов, представляющих опасность пожара или взрыва,
но граничат с помещениями взрывоопасными, также
относятся к взрывоопасным, но соответственно на один
класс ниже. Так, камеры вытяжных вентиляторов, об-
концентрации газов, паров или пыли с воздухом, выраженная в
процентах к объему воздуха, при которой посторонний источник
зажигания вызывает взрыв этой смеси.

служивающие взрывоопасные помещения, но
изолированные от них, относятся к взрывоопасным
помещениям соответственно на один класс ниже обслуживаемых
помещений, за исключением камер аварийной вептиля-
нии, для которых принимается класс обслуживаемого
помещения.
Гаким обр'азом, наиболее опасными являются
помещения классов B-I и В-П, наименее опасными —
класса B-I6. Значительная часть взрывоопасных
помещении может быть отнесена к классу В-Ia, хотя не
все помещения одного и того же класса или отдельные
зоны их могут считаться одинаковыми по степени
взрывоопасности.
Пожароопасные помещения и наружные установки
с точки зрения их опасности при применении
электрооборудования также подразделяются согласно ПУЭ па
несколько классов.
Помещения класса П-I. К ним относятся
помещения, в которых применяются или хранятся
горючие жидкости с температурой вспышки выше 45° С
(например, склады минеральных масел).
Помещения класса П-П. К ним относятся
помещения, в которых образуются горючие пыли или
волокна, переходящие во взвешенное состояние.
Возникающая при этом опасность ограничена пожаром (но
не взрывом) либо в силу физических свойств пыли или
волокон, либо в силу того, что содержание их в
воздухе по }словиям эксплуатации не достигает
взрывоопасных концентрации.
Помещения класса П-Па. К ним етносятся
производственные и складские помещения, содержащие твердью
или волокнистые горючие вещества (дерево, ткани
и т. п.), причем признаки, характерные для класса
П-П, отсутствуют.
Установки класса П-Ш. К ним относятся
наружные установки, в которых применяются или
хранятся горючие "жидкости с температурой вспышки
паров выше 45° С (например, склады минеральных
масел), а также твердые горючие вещества (например,
склады угля, торфа, дерева).
При проектировании промышленных предприятий
технологи совместно с электриками, проектирующими
электрооборудование к ним, относят помещения к той
или иной категории. '
32-612 505

20-2. ВИДЫ ИСПОЛНЕНИЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПО СТЕПЕНИ
ЗАЩИТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Электрооборудование выпускается в различных
конструктивных исполнениях, предназначенных для
работы при определенных внешних условиях. По
условиям защиты от воздействия окружающей среды
электрические машины, аппараты, приборы в
соответствии с ГОСТ 18311-72* (опубликован в 1977 г.) могут
иметь следующие основные исполнения: 1) открытое —
не предусматривается специальных защитных устройств
от случайного прикосновения к движущимся и токоведу-
щим частом оборудования и от попадания внутрь его
посторонних предметов; 2) защищенное — имеются
специальные приспособления для защиты от случайного
прикосновения к движущимся и токоведущим частям
оборудования, а также от попадания внутрь посторонних
предметов, капель влаги, падающих отвесно; 3) б р ы з-
гозащищенное — имеются приспособления для
ограничения попадания внутрь оборудования водяных
брызг любого направления; 4) закрытое —
выполняется так, что возможность сообщения между внутренним
пространством оборудования и окружающей средой
может иметь место только через неплотности соединений
между частями электрооборудования; 5)
пыленепроницаемое — выполняется так, что ограничивается
попадание внутрь пыли в количествах, исключающих
нарушение работы оборудования; 6) герметичное —
выполняется так, что исключается возможность
сообщения между внутренним пространством оборудования и
окружающей средой; 7) взрывозащищенное —
предусматриваются конструктивные меры в виде
защитных оболочек с целью устранения или затруднения воз-
мож'ности воспламенения окружающей взрывоопасной
среды
Взрывозащищенное электрооборудование
предназначено для внутренней и наружной установки в местах,
где могут возникнуть смеси с воздухом горючих газов,
паров пли пыли, способные взорваться при наличии
источника поджигания.
Взрывозащищенное электрооборудование в
зависимости от области применения подразделяется на
следующие группы:
группа I — рудничное взрывозащищенное электро-
506

оборудование, предназначенное для подземных работ в
шахтах и рудниках, опасных по газу или пыли;
группа II — взрывозащищепное электрооборудование
для внутренней и наружной установки, кроме
рудничного взрывозащищенпого.
Электрооборудование группы II, имеющее взрывоне-
проницаемудо оболочку или искробезопасную
электрическую Цепь, подразделяется па подгруппы ПА, ИВ и ПС.
Взрывозащищенное электрооборудование для
внутренней и наружной установки по ГОСТ 12.2.020-76*
может иметь следующие виды взрывозащиты:
1. Взрывонепроницаемая оболочка (знак
вида взрывозащпты d) —защитная оболочка выдерживает
давление взрыва внутри нее и предотвращает
распространение взрыва из оболочки в окружающую среду.
2. Искробезопаснаяэлектрическаяцепь
(знак вида взрывозащиты i) — искроопасные
электрические цепи выпрлпяются так, что электрическая искра
(разряд) не может воспламенить взрывоопасную среду.
3 Защита вида «е» (знак вида взрывозащиты е) — в
электрооборудовании или его части, не имеющих
нормально искрящихся частей, принимаются
дополнительные меры по предотвращению появления опасных
нагревов, электрических искр и дуг.
4. Заполнение или продувка оболочки
под избыточным давлением (знак вида
взрывозащиты р) —токоведущие или находящиеся под
напряжением части эПектрооборудования, встроенные в
оболочку, продуваются чистым воздухом или инертным
газом под избыточным давлением.
5 Масляное заполнение оболочки (знак
вида взрывозащнты о)—электрические части
электрооборудования, встроенные в оболочку, находятся под
защитным слоем минерального масла или жидкого
диэлектрика.
6 Кварцевое заполнение оболочки (знак
вида взрывозащиты q) — встроенные в оболочку токове-
дущпе части элекфооборудования находятся под
защитным слоем кварцевого песка.
Взрывозащищенное электрооборудование II группы
в зависимости от вида взрывозащиты имеет по ГОСТ
12.2 020-76 маркировку, которая содержит обозначения
в следующей последовательности:
* Вводится с 1 января 1981 г.

а) знак уровня взрывозашиты:
2 — для электрооборудования повышенной надежности
претив взрыва;
1 — для взрывобезопасного электрооборудования;
О — для особовзрывобезопасного электрооборудования;
б) знак Ех, указывающий, что электрооборудование
соответствует настоящему стандарту;
в) знак вида взрывозащиты d, i, е, о, р, q (см. п. 1—6);
- г) знак группы или подгруппы электрооборудования:
II—для электрооборудования, не
подразделяющегося на подгруппы, и ПА, ПВ и ПС — для
электрооборудования, подразделяющегося на
подгруппы;
д)-знак температурного класса электрооборудования
(в зависимости от значения предельной
температуры различают следующие классы: Т1 —для
температуры 450° С, Т2 — 300° С, ТЗ - 200° С, Т4 —
135°СиТ6-80°С).
Пример маркировки взрывозащиты взрывозащищен-
ного электрооборудования группы II:
2£xeIIT6 — электрооборудование повышенной
надежности против взрыва, защита вида «е», подгруппа II,
температурный класс Т6;
\Exd\lh12 — взрывобезопасное электрооборудование
с взрывонепроницаемой оболочкой, подгруппа ПА,
температурный класс Т6.
Условные знаки вида взрывозащиты помещаются -на
основных частях электрооборудования. Взрывозащищен-
ное электрооборудование изготовляется в соответствии
с Правилами изготовления взрывозащищенного
электрооборудования (ПИВЭ).
20-3. ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВЗРЫВО- И
ПОЖАРООПАСНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
Для- обеспечения надежной и безопасной работы
электрооборудования, применяемого во взрыво- и
пожароопасных помещениях и установках, оно должно
строго соответствовать условиям окружающей среды.
Правила выбора исполнений электрооборудования в
зависимости от класса взрыво- или пожароопасных
помещений или наружных установок, категории и группы
508

взрывоопасных смесей и т. д. подробно изложены в
ПУЭ. Следует подчеркнуть, что во взрывоопасных
помещениях стремятся разместить только возможный
минимум наиболее дорогого взрывозащищеппого
электрооборудования, а остальное электрооборудование
нормального исполнения — выносится в помещения,
безопасные, изолированные от взрывоопасных.
Электродвигатели взрывоопасных помещений. В этих
помещениях п] имсняются, как правило, взрывозащи-
щенные электродвигатели В помещениях классов B-I
и В-П стационарно установленные двигатели должны
иметь исполнение d или р, в помещениях класса В-1а
любое взрывозащищеппое исполнение для
соответствующих категории и групп взрывоопасных смесей,
причем у двигателей исполнения «е» искрящие части
(например, контактные кольца) должны быть заключены в
кожухи исполнении d, «e» или о. Передвижные
электрические машины в помещениях классов B-I и В-П
должны иметь исполнение р
В помещениях класса В-Па следует применять
закрытое обдуваемое или продуваемое исполнение.
Искрящие части должны быть заключены в кожухи одного
из вфывозащпщенпых исполнений.
Кроме помещений классов B-I6 и В-На во
взрывоопасных помещениях других классов допускается
применять для привода механизмов электродвигатели в
Нормальном исполнении, но при следующих1 условиях:
1) электродвигатели устанавливаются вне
взрывоопасных помещений, которые отделяются от взрывоопасного
глухой несгораемой стеноп, имеют эвакуационный
выход и должны быть обеспечены избыточным давлением;
2) привод механизмов может осуществляться при
помощи вала, пропущенного через степу, с устройством в
ней сальникового уплотнения.
Взрывонепроницаемое исполнение электрических
машин и аппаратов является одним из наиболее
надежных1 исполнений и распространено во всех
взрывоопасных производствах. Такое электрооборудование
изготовляется для взрывоопасных сред: 1А A
—категория, Л —группа) с маркировкой В1Л; 2Б — с
маркировкой В2Б; ЗГ — с маркировкой ВЗГ. Для
взрывоопасных сред, относящихся к 4-й категории, взрывоне-
проницаемые электродвигатели и аппаратура к ним в
СССР не изготовляются.

Во взрывоопасных прои.шодствах еще широко
распространены ранее вып> сжавшиеся взрывонепроипцае-
мыс электродвигатели серии МЛ-140, Л1Л-35, КО, КОФ
и другие (рис. 20-1,а). В настоящее время выпускается
новая серия асинхронных1 электродвигателей КОМ на
380/660 В в исполнении ВЗГ взамен серии КО.
Разработана новая серия Л1А-36 взрьгвопепроппцаемых элск-
Рис 20 1 Электрообор)доваиид
патрубок для овода броннрешанног
тродвигателей (с короткозамкнутым или фазным
ротором) пяти габаритов мощностью от 40 до 400 кВт при
напряжении 380/660 В, которые будут выпускаться в
исполнениях В1Г, В2Г и ВЗГ.
Для удобства эксплуатации электродвигателей
создан пооект единой серии асинхронных
электродвигателей ВпО (взрывопепропицаемые асинхронные
обдуваемые) в исполнениях В1Г. В2Г и ВЗГ мощностью от
0,27 до 400 кВт при напряжении 380/660 В. В серии
имеются модификации: с повышенным скольжением,
многоскоростпые и др. Освоены и выпускаются взры-
вонепропнцаемые асинхронные электродвигатели серии
ЛСВ в исполнении ВЗГ с повышенным скольжением
мощностью от 0,18 до 7 кВт, предназначенные для
работы в повторно-кратковременном режиме.
Большое применение имеют асинхронные и
синхронные двигатели, продуваемые под избыточным*
давлением и повышенной надежности против взрыва,
маркируемые знаками р и / (например, серий АДТ, ДЛМСО,
СДС и др).
510

Электроаппараты и приборы взрывоопасных
помещений. Непосредственно в самих взрывоопасных
помещениях обычно устанавливается ограниченное количество
электрических1 аппаратов и приборов взрывозащищен-
пых исполнений. Основная часть аппаратуры
размещается в отдельных безопасных помещениях.
В помещениях классов B-I и B-II стационарно
установленные аппараты и приборы должны иметь
исполнение d, р, i (только для класса B-I), «е» или о, в
помещениях класса В-1а — любое взрывозащишеппос
исполнение для соответствующих категорий и групп
взрывоопасных смсссп (для аппаратов и приборов с
искрящими частями и подверженных нагреву выше 80° С)
или пылспспоопицасмос (при отсутствии искрящих
частей и нагреве не выше 80° С). В помещениях класса
B-I6 допускается закрытое исполнение, за
исключением пусковых аппаратов к электродвигателям
аварийной вентиляции, для которых принимается любое взры-
возащищепнос исполнение, соответствующее категории
и группе взрывоопасных смесей.
Штепсельные соединения в помещениях класса В-1а
допускаются также в пыленепроницаемом исполнении;
сборки зажимов рекомендуется выносить в певзрыво-
опаспые помещения; предохранители и выключатели
осветительных цепей следует устанавливать вне
взрывоопасных помещений. Непосредственно во
взрывоопасном помещении вблизи электродвигателей или на
щитах управления технологическими агрегатами
устанавливаются взрывозащищениые кнопочные посты и
колонки управления.
Большое распространение имеют взрывозащпщеп-
ные маслонаполнеппые кнопочные посты управления
серии КУ-700 (рис. 20-1,6) с двумя и тремя
кнопочными элементами и подобные им по конструкции
конечные выключатели типа ВК-700. Они предназначены для
переключения цепей переменного тока до 500 В, 5 Л и
пригодны для стационарных установок во
взрывоопасных помещениях всех классов и сред. Применяются
также кнопочные посты управления и сигнализации
новой серии ПВ и путевые выключатели ВПВ.
Для управления электродвигателями во
взрывоопасных помещениях при температуре окружающей среды
от —40 до +35° С широко используются колонки
управления типа К-37. Такая колонка имеет взрывоне-
511

проницаемую оболочку с проходными зажимами и
вводным устройством и кожух-подставку, на которой
укрепляется оболочка. Ввод кабеля осуществляется в
газовой трубе, вводное устройство имеет резиновое
уплотняющее кольцо (рис. 20-2).
Во взрывоопасных помещениях применяются взры-
возащищепные магнитные пускатели с е -
Рис 20 2 Общий
рпи ПЛ\-701, предназначенные для управления
асинхронными двигателями до 500 В с короткозамкпутым
ротором. Эти пускатели пригодны только для
стационарных установок с продолжительным режимом
работы и температурой окружающей среды от —30 до
+35° С. Их можно использовать во взрывоопасных
помещениях класса В-Ia и во взрывоопасных наружных
устапрвках класса В-1г. Все контакты пускателя, на
которых в процессе работы возникает электрическая дуга
или искра, погружены в трансформаторное масло.
Поскольку пускатели ПМ-701 рассчитаны на небольшой
ток к. з., то при отключении токов, превышающих
номинальные значения, пускатели могут быть причиной
взрыва, и их дополнительно надо защищать или
плавкими предохранителями, или автоматическими
выключателями. Взамен магнитных пускателей типа ПМ-701
в настоящее время выпускаются более износостойкие
пускатели типа ПЛ\-702 на 25 и 100 А. Разработан так-

же ряд других серий взрыпозащищенных магнитных
пускателей (ПЛ\В, ПВ и др.).
Кроме контактной аппаратуры для взрыпоопаспых
помещений начинает применяться и бесконтактная,
преимуществом которой является отсутствие искрящих
контактов. Примером может служить бесконтактная
кнопочная станция БКС-2 исполнения повышенной
надежности против взрыва, которая состоит из двух
дросселей с замыкающими (размыкающими) магнитопро-
водами и промежуточного реле.
В качестве распределительных устройств для
внутренних и наружных взрывоопасных установок, если они
не могут быть вынесены в безопасное помещение,
применяются взрывозащищепные распределительные
пункты типов РПВ-2 и РПВ-4. Размещенные в таких пунктах
электроаппараты с нормально искрящими частями
(автоматические выключатели, контакторы, кнопки
управления) имеют взрывонепропицаемое исполнение ВЗГ,
а элементы без нормально искрящих частей (например,
сборные шины) — исполнение повышенной надежности
против взрыва — «е». Распределительные пункты
рассчитаны на номинальное напряжение до 500 В и
Могут применяться как в трехпроводных сетях с
изолированной неитралью, так и в четырехпроводных сетях с
изолированной или заземленной нейтралью.
Электроосветительное оборудование взрывоопасных
помещений. Во взрывоопасных производствах обычно
производится лишь наблюдение за технологическим
процессом по контрольно-измерительным приборам,
сигнальным устройствам и т. п. Поэтому, как правило,
применяется система общего освещения помещении и
наружных установок, иногда устраивается
локализованное освещение технологических щитов и панелей
управления, а для периодического усиленного освещения
отдельных мест и узлов, для ремонта оборудования
применяется еще переносное освещение на
пониженном напряжении — 36 и 12 В. В отдельных случаях
используются аккумуляторные фонари во взрывозащи-
щенном исполнении (переносное освещение).
Для взрывоопасных производств применяются
светильники общего применения и взрывозащищенпые.
Взрывозащищенпые светильники изготовляются в двух
исполнениях, взрывопепропицаемом и повышенной
надежности против взрыва, например светильники типа
513

В4Л-60 с лампой накаливания до 60 Вт (рис. 20-3),
предназначенные для освещения низких взрывоопасных
помещений; светильники типа В4Л-50 для местного
освещения (лампы 12 В, до 50 Вт); светильники типа
ВЗГ-200 для общего освещения и др.
Электроосветительные щитки во взрывонепроницае-
мом исполнении (ВЗГ) типа ЩОВ-1 и ЩОВ-2 с
устаРис 20 3 Взрьп
новочными автоматическими выключателями
предназначены для коммутирования и защиты осветительных
цепей 380/220 В во взрывоопасных помещениях со
средами до ЗГ включительно.
Электрооборудование пожароопасных помещений и
установок. В этих помещениях рекомендуется удалять
представляющее опасность электрооборудование
(коммутационные аппараты, электродвигатели с искрящими
контактами и т.п.) от мест скопления горючих
материалов. При выборе электрооборудования необходимо
также учитывать условия окружающей среды
(химическую активность, атмосферные осадки и т. п.).
Электродвигатели в помещениях класса П-I должны
иметь брызгозащищенпое, закрытое, закрытое
обдуваемое или продуваемое исполнение; в помещениях класса
П-Па—закрытое, закрытое обдуваемое или
продуваемое исполнение, в помещениях класса
П-Ш—закрытое ичи закрытое обдуваемое исполнение.
Передвижные электродвигатели или двигатели, находящиеся па
передвижных установках, для всех ьлассов помещений

должны иметь закрытое или закрытое обдуваемое
исполнение.
Электрические аппараты и приборы, искрящие по
условиям работы, выбирают по исполнению следующим
образом: для помещений класса П-1 — маслонаполлел-
ные или пыленепроницаемые, класса П-П —
пыленепроницаемые, класса П-Па — закрытые или маслопа-
полненные, класса П-Ш — закрытые. Неискрящие
аппараты и приборы для всех классов пожароопасных
установок должны иметь закрытое исполнение.
Применение аппаратов и приборов в открытом или
защищенном исполнении допускается при условии их установки
в шкафах закрытого исполнения (для помещений
класса П-Па — в шкафах защищенного
исполнения).
Передвижные (переносные) аппараты и приборы для
всех пожароопасных помещений и наружных установок
должны быть в пыленепроницаемом (при наличии
искрящих частей) или в закрытом (при отсутствии
нормально искрящих частей) исполнении.
20-4. ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ ВО ВЗРЫВО- И ПОЖАРООПАСНЫХ
ПОМЕЩЕНИЯХ
Общепринятые на промышленных предприятиях
цеховые сети по четырехпроводной системе 380/220 В
применяются и для питания силовых и осветительных
установок взрыво- и пожароопасных производств; здесь
централь, как правило, заземляется наглухо. Нулевые
провода во взрывоопасных помещениях должны иметь
изоляцию, равноценную с фазными проводами, и
прокладываться вместе с ними в общей оболочке или
трубе.
Во взрывоопасных помещениях всех классов
допускается применение открыто положенных бронированных *
ьабелеп с резиновой или бумажной изоляцией, не
имеющих наружных покровов из горючих веществ. Для
силовых и осветительных цепей управления, защиты,
автоматики и сигнализации провода и небронированные
кабели в помещениях классов B-I и В-II, а также
В-Ia (для силовых сетей и вторичных цепей)
прокладываются в стальных трубах. Во взрывоопасных
помещениях всех классов допускается также прокладка
бронированных кабелей в каналах, а также туннелях и бло-
515

ках, изолированных от производственных помещений
иесгораемы-ми перегородками.
Допускается открытая прокладка небронированных
кабелей в силовых и осветительных сртях до 380 В и во
нтельная коробка (фит
— для беструбноП прокладь
вторичных цепях в помещениях классов B-I6 и В-Па, а
также в осветительных сетях в помещениях класса В-1а
при условии отсутствия механических и химических
воздействий. Вводы кабелей в электромашины и аппараты
выполняются при помощп^зрывобезопасной вводной
арматуры, например, посредством взрывонепроницаемых
кабельных муфт.
516

В связи с возрастающим выпуском и применением
кабелей с алюминиевыми жилами их применение
допускается во взрывоопасных помещениях и наружных
установках всех классов, за исключением В-1 и В-Ia, при
условии выполнения соединений и окопцеваний пайкой,
сваркой, опрессовкой или при наличии специальных
вводных устройств и контактных зажимов для
присоединения проводов и кабелей с алюминиевыми жилами.
Открытая прокладка внутри взрывоопасных
помещений неизолированных проводников, в том числе
троллеев для кранов, запрещается (за редкими исключениями
для помещений класса В-Ia и B-I6).
В помещениях классов В-1 и В-П ответвителъные
коробки должны быть взрывопепроницаемого
исполнения, а в помещениях остальных классов — в любом взры-
возащищеппом исполнении. Взрывонепроницаемые от-
встсительные коробки (фитинги) выполняются как для
электропроводки в стальных трубах, так и для
беструбной прокладки кабелей (рис. 20-4).
В качестве заземляющих проводников для
защитного и для рабочего заземления должны быть
использованы проводки, специально предназначенные для этой
цели, а также нулевые провода. Использование
металлических конструкций зданий, стальных труб
электропроводки, металлических оболочек кабелей допускается
только как дополнительное мероприятие. Заземляющие
линии дол-жны быть присоединены к заземлителям по
меньшей мере в двух разных местах, желательно с
противоположных концов помещений.
В пожароопасных помещениях всех классов, как
правило, применяются защищенные виды электропроводки.
Допускается открытая прокладка изолированных
проводов на изоляторах (в пожароопасных помещениях всех
классов); провода в этом случае должны быть удалены
от мест скопления горючих материалов и не должны
подвергаться механическим воздействиям. Допускаются
все виды прокладки кабельных линий, при этом
специальных требований к ним не предъявляется.
Допускается также применение проводов с алюминиевыми
жилами при условии выполнения их соединений или оконце-
ваний при помощи сварки, пайки, опрессовки
Соединительные и ответвительпые коробки в пожароопасных
помещениях должны иметь пыленепроницаемое
исполнение.
517

В местах, где защитные оболочки проводов и
небронированных кабелей могут подвергаться механическим
воздействиям, должны быть установлены защитные
ограждения.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУ ДОВ А НИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫХ УСТАНОВОК, СТАНКОВ И МАШИН
21-1. СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Электрооборудование различных по конструкции и
назначению производственных механизмов
(металлорежущих станков, кузнечпо-прессовых машин, мостовых
кранов и др ) имеет много общего в отношении
принципов построения схем электрических соединений,
размещения электрических машин и аппаратов, их монтажа и
т. д. Это дает возможность проводить проектирование
электрооборудования большинства станков и машин по
единой методики Наиболее целесообразно вести
проектирование электрической части производственного
механизма одновременно с разработкой всей его
конструкции, так как производственные возможности и
конструктивные формы механизмов часто определяются степенью
и формой их электрификации.
Проект электрооборудования производственного
механизма включает в себя следующие составные части:
1) техническое задание на проектирование
электрооборудования, 2) принципиальную схему управления с
описанием, 3) размещение электрооборудования на
производственном механизме и вне его; 4) схемы соединений
узлов и элементов (пульта, шкафа и т. п); 5) схему
подключения (внешнего монтажа); 6) перечень
элементов схемы; 7) все необходимые расчеты электрической
части (расчет мощности двигателей, определение
параметров схемы и т. д.).
Техническое задание на проектирование электрообо-
рудов< пня составляется после установления
конструктивных форм и технологических показателей
разрабатываемого механизма с учетом степени его
электрификации. Электрическое управление механизмами должно
быть удобным, падежным, простым и дешевым. Эти ос-
518

повные положения определяют все этапы
проектирования электрооборудования, включая составление
принципиальной электрической схемы, выбор
электроаппаратуры и ее размещение.
В техническом задании указывается количеством
назначение электродвигателей данного механизма, их
мощность и частота вращения, наличие реверса и
торможения, диапазон и плав^сть регулирования скорости
(если оно осуществляется электрическим путем),
нагрузочные графики и т. п. Далее приводятся основные
требования к схеме управления электродвигателями,
дается перечень всех режимов работы механизма,
указываются формы управления (ручное, автоматическое,
программное и т. д) и все необходимые блокировки.
В заключение приводятся указания по устройству
местного освещения, заземления, размещению пультов
управления и пр.
21-2. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
СХЕМЫ
Принципиальная схема — это схема электрических
соединений, выполненная в развернутом виде. Она
является основной схемой проекта электрооборудования
производственного механизма и дает общее представление
об электрооборудовании данного механизма, отражает
работу системы автоматического управления
механизмом, служит источником для составления схем
соединений и подключений, разработки конструктивных узлов
и оформления перечня элементов. По принципиальной
схеме осуществляется проверка правильности
электрических соединений при монтаже и наладке
электрооборудования. От качества разработки принципиальной
схемы зависит четкость работы производственного
механизма, его производительность и надежность в эксплуатации.
Составление принципиальной электросхемы
производственного механизма проводится па основании
требований технического задания. В процессе составления
принципиальной схемы уточняются также типы,
исполнения и технические данные электродвигателей,
электромагнитов, конечных вык почате.ей, контакторов, реле и
т. п. Напомним, что па принципиальной схеме все
элементы каждого электрического устройства, аппарата
или прибора показываются отдельно п размещаются для
удобства чтения схемы в различных местах ее в зависи-
519

мости от выполняемых функций. Все элементы одного и
того же устройства, машины, аппарата и т. п.
снабжаются одинаковым буквеитю-цифровым обозначением,
например: КЛ1 — контактор линейный первый, РВ - реле
времени и т. п. На схеме показываются все
электрические связи между входящими в нее элементами
электрооборудования производственного механизма. На
принципиальных схемах силовые цепи обычно
размещают слева и изображают их юлстыми линиями, а цепи
управления помещают справа и чертят топкими лини-
I 'р'пнципиальпая схема проектируется с
использованием существующих чиповых узлов и схем
автоматическою управления электропроводами (например, схем
магнитных контроллеров и защитных панелей — для
крапов, схем рлов перехода от наладочною режима к
автоматическому при помощи раздельных кнопок
управления пли переключателя режимов--для
металлорежущих станков и т. д.).
Рслеино-коптактпые схемы необходимо составлять с
учетом минимальной загрузки контактов реле, коптакто-
ров, путевых выключателей и т. д., применяя для
снижения коммутируемой ими мощности усилительные
устройства: электромагнитные, полупроводниковые
усилители и др. Дл.н повышения надежности работы схемы
нужно выбрать наиболее простой вариант, имеющий
наименьшее количество органов управления, аппаратов и
контактов. Для этой цели след>ет, например, применять
общие аппараты защиты для электродвигателей, не
работающих одновременно, а также осуществлять
управление вспомогательными приводами от аппаратов
главного привода, если они работают одновременно
Цепи управления в сложных схемах следует
присоединять к сети через трансформатор, понижающий
напряжение до 110 В. Это исключает электрическую связь
силовых цепей с цепями управления и устраняет воз-'
можпость ложных срабатываний, релейпо-коптактных
аппаратов при замыканиях на землю в цепях их
катушек. Относительно простые схемы электрического
управления допускается присоединять непосредственно к
питающей сети Подача напряжения па силовые цепи
и цепи управления должна производиться посредством
вводного пакетного выключателя или автоматического
выключателя,
520

При применении на металлорежущих станках или
друг их машинах только двигателей постоянного тока в
схеме управления следует использовать также
аппаратуру постоянною тока.
Различные контакты одного и того же
электромагнитного annapaia (контактора, реле, командокопгролле-
ра, путевого выключателя и др.) рекомендуется по
возможности подключать к одному полюсу или фазе сети.
Это позволяет осуществить более надежную работу
аппаратов (отсутствует вероятность пробоя и замыкания
по поверхности изоляции между контактами). Из этого
правила следует, что один вывод катушки всех
электроаппаратов по возможности нужно подключать к
одному полюсу цепи управления.
Для обеспечения падежной работы
электрооборудования должны быть предусмотрены средства
электрической защиты и блокировки. Электрические машины я
аппараты защищаются от возможных к. з. и
недопустимых перегрузок В схемах управления
электроприводами станков, молотов, прессов, мостовых кранов
обязательна пулевая защита для устранения возможности
самозапуска злекгродвпгателей при снятии и последующей
подаче напряжения питания Электрическая схема
должна быть построена так, чтобы при перегорании
предохранителей, обрыве цепей катушек, приваривании
контактов не возникало аварийных режимов работы
электропривода. Кроме того, схемы управления должны
иметь блокировочные связи для предотвращения
аварийных режимов при ошибочных действиях оператора,
а также для обеспечения заданной последовательности
операций В сложных схемах управления необходимо
предусмотреть сигнализацию^ и электроизмерительные
приборы, позволяющие оператору (станочнику,
крановщику) наблюдать за режимом работы
электроприводов Сигнальные лампы обычно включаются па
пониженное напряжение: 6, 12, 24 или 48 В.
Для удобства эксплуатации и правильного монтажа
элеырооборудовапия зажимы всех элементов элекфо-
аппаратов, электрических машин (главные контакты,
вспомогательные контакты, катушки, обмогки и др ) и
провода на схемах маркируются Согласно ГОСТ 2.709-72
силовые цепи переменного тока маркируются
буквами, o6i значающнми фазы, и последовательными
числами. Idis, принято линейные провода трехфазной сети
33- 612 521

обозначать буквами Л, В, С и нулевой провод — буквой
Л'. После первого аппарата (например, вводного
выключателя) эти провода обозначаются буянами с цифрами
(Л/, Dl, C1), после второю аппарата- буквами с
цифрами А2, В2, С2 и г. д. Выводы обмотки статора
трехфазного асинхронного двигателя и присоединяемые к
ним провода обозначают индексами с цифрами,
которые соответствуют номерам присоединяемых к ним
проводов
При обозначении зажимов машин постоянною т-ока
применяют следующие обозначения Я1, Я2— дня
якоря, Ш1, Ш2 — для параллельной обмотки возбуждения
и т д.
Участии (зажимы элементов схемы и соединяющие
их провода) цепей постоянного тока положительной
полярности маркируются нечетными числами, а
отрицательной полярности — четными числами. Цепи
управления переменною тока маркируются аналогично, т е. все
зажимы и провода, присоединяемые к одной фазе,
маркируются нечетными числами, а к другой
фазе—четными Общие точки соединений нескольких элементов па
схеме имеют один и тот же номер После прохождения
цепи через катушку, контакт, сигнальную лампу,
резистор и т п. номер изменяется1. Для выделения отдельных
видов цепей индексация производится так, чтобы цепи
управления имели номера от 1 до 99, цепи
сигнализации от 101 до 191 и т. д
Для иллюстрации основных правил маркировки
элементов аппаратов на рис. 21-1 представлена
принципиальная электрическая схема универсального токарпо-
випюрезного станка 16К20, широко применяемого на
пр мышлениых предприятиях На станке установлены
три асинхронных короткозамкнутых двигателя:
двигатель JII на 7,5 кВт для привода шпинделя и рабочей
подачи суппорта, двигатель Д2 на 0,65 кВт для быстрых
перемещении суппорта и двигатель насоса охлаждения
ДЗ па 0,12 кВт "
Напряжение на схему подается вводным авюматн-
ческим выключателем ВЛБ, который имеет
электромагнитный расцешпель для защиты двигателя Д1 от токов
к. j н расцепнтсль минимального напряжения. Для за-

телыю использовать всю высоту шкафа, которая не
должна превышать 2 м. Каркас внешнего шкафа
изготовляется обычно из уголков и обшивается
тонколистовой сталью.
По способу монтажа и доступа к аппаратуре внешние
элеьтрошкафы выполняются односторонними и двусто-
1011
г 1 13 iz
Рис. 21-3 Расположение электрооборудования на станке 1GK20.
4рикц1Ю1!1<оГ. муфтой шпинделя; 3 — э сктрошкаф." 4— вводный выключат!
ронппмп. В односторонних шкафах применяется
переднее присоединение проводов к аппаратам, доступ к
которым возможен через открытые дверцы шкафа. В
двусторонних шкафах аппаратура размещается па двух
сторонах вертикальной панели с передним или задним
присоединением проводов. Если оборудование не
умещается в одном шкафу, то используют два или три
шкафа. Шкафы всех исполнений снабжаются замком со
съемным ключом
На рис. 21-3 показано размещение этектрооборуао-
вания и органов электрического управления гокарио-
527

винюрезного станка 16К20 Электроаппаратура
управления станком помещена в электрошкафу 3,
пристроенном к станку позади шпиндельной бабки
Различные по назначению электрические аппараты и
устройства (контакторы, реле, трансформаторы,
источники питания и пр ) монтируются на панелях или в
блоках. Папел, чаь.е всего изготовляются из листовой
стали толщиной 2—Я мм и с лицевой стороны
покрываются тонкими лис i a vii гетинакса, текстолита или
винипласта. И ног; а используют в качестве панелей
асбоцементные или текстолитовые плиты толщиной
10—15 мм
Размеры панели определяются габаритами
аппаратов, размещенных на ней, и площадью, необходимой
для прокладки электрических1 соединений между
отдельными аппаратами, но не должны быть более 1200Х
Х750 мм
В панели просверливаются отверстия, нарезается
резьба в соответствии с эскизом размещения
электроаппаратуры; устанавливаемая аппаратура крепится
винтами пли болтами. При креплении тяжелых
контакторов используются резиновые прокладки, амортн
зпр>ющие удар при срабатывании аппарата Трубчатые
резисторы (тип; ПЭВ) устанавливаются па шпильках,
которые крепятсч к панелям и изолируются шайбами от
корпуса. Некото{ ые аппараты монтируются
непосредственно на стенках и в отсеках шкафа. Так, на боковой
стенке шкафа может быть установлен внодноп автома-
тпчес! нн выключатель, сюда же выводится рукоятка
вводною выключите .я
Малогабаритная аппаратура (те iei-юиные рс е, { е е
тш; АЧО и лР ) п пол>1 ровошиковые прнГш; ы (дио
ДЫ, ТрПОДЬ', рСЧИСЮрЫ П Др.) ГруППИруЮТСЯ Н 0T.41V1 -
iiue бло ;, , KOMi.'iKTi. Гг-ок предстаклгет соГмн: то
лящ.о1.1._\ю ПЛ1' vc.м л. 1 1,сеч;\ :•') nai.e i (i.u.cc.r.), на ко-
) — pi-.i. 2! 4. I lo

равлеиия. На основном рабочем месте устанавливается
главный пулы управления всеми приводами и мечаннз-
мами станка или машины (рис 2!-4, а). Здесь
сосредоточен весь комплекс органов управления и iоитроли
за ходом обработки изделии В местах, удобных для
управ пения, но удаленных от главного п>лыа, обору
дуются рабочие пульты Эти пульты часто выполняются
ш
—1 г.-.
тг
подвесными или переносными (рис. 21-4,6), и
оператор может сам выбирать их положение во время
работы. Вспомогательные пулыы предназначаются для
управления \стаио!ючнымп перемещениями ноднижных
частей станка или машины, удаленных от рабочих мест
На <тп\ пультах часто уст; навлпнают о{ г,ч;ь: упр;в-
лен! я ва.оуогатсльннми привода-.и 1'ал;дочнь.е
пульты юдсру<ат юmi ко ор.алы иалаж
pacno.-:aiaioicn в oi :;:ли и.| от рабо-
П} геиые выключай jii и ncpcKj

Размещение электрооборудования на мостовых
кранах носит более специфическим характер. Кроме тою,
крановое электрооборудование стандартизовано, и
весьма различные по конструкции крапы
комплектуются типовыми панелями управления, контроллерами,
резисторами и т. п. Электрооборудование на кране
устанавливается отдельными узлами е соответствии с
назначением основные механизмов крана. На мосту
крана устанавливаются двигатели перемещения моста,
преобразовательный агрегат для питания подъемных
электрома1нитоп, контакториые панели управления
всеми двигателями крапа, ящики резисторов,
соедините пьпые, и переходные коробки. Также па мосту
располагаются троллеи для питания электрооборудования,
установленного на тележке двигателей подтема iруза
и перемещения тележки и тормозных э^екгрома! ннтов.
Электрооборудование на мосту разметается в один ряд
вдоль моста с учетом удобства монтажа и доступности
для ремонта В кабине крана размещаются
контроллеры и комапдоконтроллеры для управления приводами
крана, защитная панель, кнопки управ пения, сирена и
другая специальная аппаратура.
Для установки электродвигателей, тормозных
устройств и конечных" выключателей в механических
конструкциях мостов и тележек пред>сматрнваются
специальные площадки с отверстиями для к'реплепия Кон-
такторпые панели, как правило, не закрываются
глухими шкафами, а лишь защищаются сетками от
возможных прикосновении.
В процессе разработки размещения аппаратов на
панелях учитывают назначение аппаратов, а также
условия их" монтажа и эксплуатации.
1. Прежде всею размещают аппараты, расположеи-
нпе которых в шкафу предопределено их назначением
и использованием; например, вводной выключатель или
автоматический выключатель устанавливается так,
чтобы его рукоятка находилась в удобном месте на
уровне 1,5—1,7 м от пола; главные предохранители
располагают ниже вводного выключателя пли рядом с
ним; тяжелые контакторы и пускатели располагают на
нижней части панели.
2. В местах, наиболее удобных для обслуживания,
располагают блоки и комплекты аппаратов главных уз-
530

лов управления: усилительные и регулирующие
устройства, измерительные приборы и др.
3. Предохранители для отдельных силовых цепей
ставят выше, а тепловые реле — ниже соответствующих
контакторов
Обычно панели делятся па вертикальные и
горизонтальные зоны. Внутри каждой вертикальной зоны
группируются аппараты и блок» управления, относящиеся к
отдельному привод) станка. По горизонталям
вертикальных зон располагают однотипные аппараты,
имеющие примерно одинаковую высоту. При этом следует
стремиться к сокращению межаппаратпых связей,
обеспечивая удобство и безопасность обслуживания,
При размещении аппаратов на панелях с передним
монтажом следует прсд\-сматривать места для
прокладки п\чков межаппаратных п межпапельпых проводов,
юрпзоптальные дорожки » вертикальные промежутки
между аппаратами, места для наборов зажимов н
UlTfllU rtflL HF.TV ПаоТПМЛП /"• nr\Mf\ll[Ll/i I ПтПШ-IV nnflllODA.
парагов, оси крепежных отверстии, установочные
размеры для аппаратов (от баз) Соединительные провода
на таких чертежах не показываются.
21-4. ВЫПОЛНЕНИЕ СХЕМ СОЕДИНЕНИЙ
?>iiu трнческис annapaibi мегут иметь
присоединительные зажимы на лицевой стороне аппарата или же
сзади пего, поэтому монтаж проводов па панели
)правлен.:я может выполняться передним или задним При
nejevmev монтаже псе соединительные провода про-
кл;..,ыва1С< но лпцевон стороне панели управления,
которая выполняется из стального листа. \\а этой же
стороне i анелп располагает и наборы зажимов Прг
заднем монтаже электропроводки аппараты распочагают
на лицевой стороже панели )пранлепня из асбоцемента
пли текстолита, а провода и наборы зажпмоп (клемм-
ппк1!) па чг.-пеи столпе
K;ik i-.pi rtjcfliev так и при задаем монтаже проно-
да v !) г )к.-:;и-ь'1!атьсн рядами пли Ж1)тамп. В первом
531

случае все соединительные провода размещают на
панели в один или несколько рядов, применяя
специальные стяжки, и в отдельных местах крепят скобами к
панели Во втором случае провода собирают в жгуты,
связывают между собой нитками или стягивают
скобочками Под скобы или стяжки полкладивают
прокладки из электрокартона или листового
полихлорвинила.
В электромашиностроении наиболее широко
применяется передний монтаж проводов, что объясняется
следующими факторами: 1) электрические аппараты,
применяемые для управления и защиты двигателей средних1
мощностей, выпускаются для переднего присоединения
проводов; 2) при одностороннем монтаже аппаратов и
проводов панели управления удобнее располагать в
нишах станков и машин, проще осуществлять внешние
присоединения. Однако следует отметить, что задний
монтаж требует меньшей площади для размещения
аппаратов и проводов, так как используются обе стороны
панели.
В настоящее время получила распространение
перекрестная система выполнения схем соединений
(Х-монтаж). Электрические аппараты с передним
присоединением устанавливаются с большой плотностью на
лицевой стороне панели или на металлических рейках
(полосах) горизонтальными и вертикальными рядами.
Наборы зажимов располагают на лицевой или
обратной стороне панели. Расстояние между аппаратами
выбирают- по вертикали 40—50 мм, по горизонтали — не
менее значений, приведенных в технических данных на
эти аппараты
Для прохода проводов на обратную сторону панели
между полосами устанавливают резиновые рейки с
отверстиями. В п'аиелях сплошного исполнения
соответственно размещению аппаратов просверливают
отверстия, в которые вставляют и закрепляют изоляционные
втулки Провода прокладывают от зажимов аппаратов
череч отверстия и далее по обратной стороне панели по
кратчайшему расстоянию к нужному зажиму, вновь
выходят на лицевую сторону панели, изгибают под
прямым уиюм и присоединяют к нужному зажиму. При
таком монтаже сокращается длина соединительных
проводов, >прощается первичный монтаж, но усложняются
наладочные и ремонтные работы.
532

Более подробные сведения по вопросам размещения
и монтажа эпектрооборудования станков и машин
приводятся в [16, 26].
После размещения всего электрооборудования
станка (машины), составления ^скпза размещения
аппаратуры п выбора способа соединения проводов
приступают к .проектированию схемы нроьодки между
зажимами приборов и аппаратов, т. е. к разработке схемы
соединений
На схемах соединений аппараты и другие приборы
изображаются не разделенными на отдельные
элементы Эти схемы отражают действительное расположение
отдельных аппаратов и узлов электрооборудования в
шкафах, нишах, на панелях управления и т. д и способ
осуществления электрических соединении между ними.
Составление схем соединений производится по
принципиальной электрической схеме и эскизу размещения
электрооборудования При этом применяют те же
условные обозначения аппаратуры и маркировку, что и
на принципиальной схеме.
При составлении схем соединений нужно помнить
следующее-
1. Присоединение проводов производится только к
зажимам аппаратов, электрических машин, приборов
или к наборам внешних зажимов (клеммппков),
которые выпускаются промышленностью на номинальные
токи 10, 25, ЬО и 200 Л и напряжение до 500 В.
2. К одному зажиму рекомендуется присоединять не
более двух проводов; при наличии большего числа
проводов необходимо применять сдвоенные зажимы
3. В пределах одной панели все разветвления
проводов между аппаратами рекомендуется делать на
зажимах аппаратов и не применять промежуточные
зажимы.
4 Совершенно не допускается соединение просо-
дрп помимо зажимов, например путем скрутки или
папки.
На с емах соединений провода, идущие от наборов
згжлмов пли от аппаратов в одном направлении, можно
изображать двумя способами- либо объединять в пучьн
и показывать эти пучки на схеме одной толстой линией,
undo каждый проход показыьгль отдельно 1 i;;:cto> щее
время преимущественное распространение нашел
первый способ.
533

Рис 21-5. Схема соединении электрошкафа ток.
1СК20.
Иногда на схемах соединений в целях упрощения их
начертания вместо полного изображения линии
проводки между аппаратами делаются небольшой длины
линии-проводники, на которых указывается
встречными стрелками только направление проводки. Около
каждой стрелки ставится «адрес» — условное
обозначение аппарата или зажима, к которому идет второй ко-
534

нец провода, и номер провода (номер указан на
принципиальной схеме). Место укладки таких проводов
выбирается на месте монтажа самим монтажником.
Если провод (перемычка) идет к аппарату,
установленному на другой панели, то у стрелки указывается
обозначение этого аппарата и номер панели (в скобках),
к которой направляется этот провод. Так же отмечается
проводка от панелей к тем аппаратам, которые встроены
в шкафу отдельно: резисторам, сигнальным лампам,
измерительным приборам и др.
Разъемные электрические соединения (зажимы
аппаратов и наборов, зажимов) изображаются на схемах
незалнтымн кружками. Неразъемные электрические
соединения проводов, провода с каким-либо
устройством, аппаратом и т. п., получаемые путем панки или
холодного опрессованпя, обозначаются зачерненными
кружками.
На рис. 21-5 показан пример схемы соединений
электрошкафа токарного станка модели 10К.20,
выполненной по адресной системе. На схеме изображены контуры
и условные обозначения всех аппаратов, наборы
зажимов KIH и КН2, проставлены номера зажимов в
соответствии с номерами подсоединяемых к ним
проводников согласно принципиальной схеме па рис. 21-1.
21-S. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРОВОДКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ
МЕХАНИЗМОВ
Соединение всех элементов электрооборудования
станка или машины в общую схему и питание
электрической энергией токоприемников производится с
помощью электропроводки, выполняемой в соответствии
с общей схемой электрооборудования. Эти схемы
составляют на основании принципиальной схемы п эскиза
расположения электрооборудования на станке. При
составлении общей схемы применяют те же обозначения,
что и на принципиальной схеме. Аппаратуру,
расположенную в шкафу, обычно обводят общей рамкой.
Пучки проводов, идущих в одном направлении, изображают
па общей схеме одной жирной линией. На рис. 2!-О
приведена в качестве примера общая схема
электрооборудования станка 10К20.
Электропроводки станков и машин выполняют
проводами и кабелями преимущественно в "полнхлорвпни-
535

ловой 13ОЛЯЦИИ (например, марок ПВ, ПГВ и лр )
Согласно общим техническим условиям для проводок
станков и машин могут применяться медные провода
сечением не менее 1 мм2, и лишь в цепях усилительных
устройств разрешается применять непосредственно на
станках и машинах провода сечением 0,75 мм2, а на
панелях н в блоках — 0,5 и 0,35 мм2.
Рис 21 С Общая схема электрооборудования станка 1СК20
Проводка в кабинах и на металлических
конструкциях мостовых кранов выполняется обычно проводом
ПРТО-500. На кранах* не допускается сечение проводов
меньше 2,5 мм2 и с изоляцией на напряжение ниже
500 В.
Электропроводка должна обеспечить надежность
работы электрооборудования, быть удобной в
эксплуатации, простои и технологичной при монтаже, гармонично
сливаться с производственным механизмом По
конструктивным признакам и особенностям монтажа разлн-
53С

чают грн вида проводки: машинную, на панелях
и в блоках, внешнюю.
Монтаж машинной электропроводки с целью защи
ты проводников от механических повреждений и
вредных воздействий машинного масла, пыли и
охлаждающем жидкости производится в стальных тонкостенных
трубах Чтобы очертания трассы проводки не ухудшали
внешнего вида станка или машины, трубы
предварительно изгибают в соответствии с конфигурацией
станин, корпусов и т.п. Внутренний диаметр труб, число
изгибов и их радиусы должны обеспечивать свободное
протягивание и замену проводов. Если необходимо иметь
много изгибов, то проводку осуществляют в металлорука-
вах или в толстостенных внинлитовых трубках.
Провода в трубах и рукавах должны быть целыми.
Соединение проводов путем пайки или скрутки не допускается.
Соединение труб производится при помощи
специальной герметичной арматуры, тройников,
угольников, разветви тельных коробок и др.
На каждые 7—10 проводов цепей управления,
прокладываемых в трубе или металлорукаве, добавляют
один резервный провод. На общей схеме
электрооборудования выходящие из трубы провода в случае их
разветвления снабжают выносками с указанием их
нумерации согласно принципиальной схеме и указывают
число проводов, их сечение, расцветку и др. (рис 21-6).
Все концы проводов, соединяющих зажимы
отдельных аппаратов и машин, при монтаже
электрооборудования должны быть промаркированы в соответствии о
нумерацией, имеющейся на схемах соединений,
принципиальной и общей. Маркировка проводов
производится с помощью бирок из пластмассы, фибры или жести,
на которых ставят индекс провода. Бирки на проводах
закрепляются суровыми нитками В некоторых случаях
применение бирок оказывается неудобным. Тогда на
концы проводов надевают кусочки хлорвиниловых трубок
светлого цвета, которые должны плотно прилегать к
изоляции провода. На трубках специальными
чернилами наносят условные обозначения проводников.
Для удобства монтажа и облегчения нахождения
неисправностей электрооборудования, возникающих во
время эксплуатации, при выполнении машинной
электропроводки широко применяются разветвительные ко-
робкп, в которых располагаются наборы зажимов.
34-С12 537

К зажимам присоединяются с одной стороны провода,
идущие от электрических машин и аппаратов, с дру-
гои — уходящие к панелям управления, расположенным
в шкафах и нишах.
Проводка к узлам электрооборудования,
размещенным на подвижных частях механизма, выполняется
гибкими проводами с полпхлорвиниловоп изоляцией,
которые прокладываются в металлорукаве,
резинотканевом рукаве или в эластичной пластиковой трубке.
Подвод к электрооборудованию, размещенному па
вращающихся частях станков, производится с помощью
кольцевых токоподводос Для крановых
электроустановок машиностроительных заводов, как правило,
применяют троллейный токоподвод
Электропроводка на панелях шкафов и ниш
выполняется в основном жестким проводом (марок ПВ, ПР,
ПМВ) с медной жилой, сечение которой выбирают по
току нагрузки, но не менее 1,0 мм2 для обеспечения
достаточной механической прочности Внешняя проводка
выполняется в стальных трубах, прокладываемых по
голу или фундаменту станка или машины в
специальных каналах, закрываемых сверху съемными
стальными щитами.
На автоматических станочных линиях,
электрооборудование которых содержит большое количество
различных машин, аппаратов и органов контроля,
применяется верхняя ра^волка проводов в специальных
секционированных коробах над станками Короба крепятся
на стопках или на станинах станков с помощью
кронштейнов Провода к станкам от короба
прокладываются в стальных трубах или металлорукавах.
К электрошкафу управ 1ения электроэнергию обычно
подводят от цеховых шинных сборок - стальных полос,
заключенных в общий кожух из лисювой стали,
укрепленный на стенах, на колоннах цеха или на
специальных стойках В некоторых случаях схему станка или
машины присоединяют к кабельной сети цеха, открытой
проводке но стенам или проводам, уложенным в
каналах в полу.
21-6. ЗАЗЕМЛЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Согласно ПУЭ для обеспечения безопасности люден
все металлические части электрооборудования станков

Кабина кранобщиь
з¥а?
/ 7 2
а машин, по которым нормально ток не проходит,
должны быть заземлены Защитное заземление
производится при напряжении сети '.выше 127 В по отношению
к земле. Заземляются корпуса электродвигателей,
путевых выключателей и 'кнопочных станций, каркасы элек-
трошКафа, сердечники и кожухи электромагнитов и т. п.,
а также вторичные обмотки трансформаторов цепей
управления и
трансформаторов местного освещения
36 В Если имеется хорошее
электрическое соединение
корпуса аппарата с
металлической станиной
производственного механизма,
которая стальной полосой
присоединена к общему
контуру заземления цеха, то
дополнительного заземления
аппарата делать не
требуется. Электрооборудование,
не имеющее падежного
контакта со станиной или
расположенное на подвижных
частях станка или машины,
допочнпгелыю заземляется
с помощью специальных
шин или гибким проводоу,
который помещают в том
же шланге, где
расположены токоиедущие провода " ' уз
Не ра решается считать
соединением заземления оболочку гибкого металлору-
кава.
Для удобства присоединения проводников
заземления на станине станка или машины предусматривается
месю для заземляющего болта диаметром 6—8 мм. Се-
чеяие заземляющего провода должно быть не менее
25 мм2 На чертежах проекта электрооборудования
станка или машины в местах, где требуется установить
заземление, делается соответствующее указание
На рис 21-7,а приведена схема заземления силового
электрооборудования стационарного производственного
механизма. Провода к токоведущим частям проложены
Ь стальных трубах 4. Корпуса электродвигателя /, ма-
' Ферма м
6)
21 7 Схемы
34*
539

гнптного пускателя 2 и шкафа управления 3
присоединяют к [рубам проводки заземляпщнмн перемычками 5
и затем заземляют в одном точке При проводке в
резинотканевых рукавах или вннилитовых трубках
заземляются все корпуса электрооборудования.
При монтаже электрооборудования мостовых крат
заз(
;орг
всех
аппаратов, стальные трубы, в которых нроюжепы
провода; сетки, ограждающие напели, каркасы [исковых п
регулировочных резисторов, кожухи контроллеров ит п
На рис 21-7,6 показ<жа часть схемы заземления
оборудования крана Корпуса отдельных электроаппаратов
и машин, например: защитной панели /, командокон-
троллСров 2, контакторьых панелей 3, ящиков
резисторов 4, электродвигателя 5—при помощи заземляющих
проводников 0 присоединяются к магистрали
заземления 7, которая соединяется с металлоконструкциями
крана 8
Заземление металлоконструкций мостовых кранов
выполняется через подкрановые пути и обеспечивается
контактом между рельсами и ходовыми колесами
Стыки рельсов должны быть надежно соединены
перемычками, сваркой или приварены к подкрановым балкам,
образуя при этом непрерывную электрическую цепь
Присоединение заземляющего провода к рельсовым
путям крана должно выполняться при помощи сварки,
а присоединение к корпусам электродвигателей,
аппаратов при помощи болтовых соединений,
обеспечивающих надежны» контакт
При управлении краном (эяектроталью) с пола це-
.а корпуса кнопочных аппаратов управления, вынол-
1енные не из изоляционно!о материала, должны быть
;аземлеиы двумя проводниками: жилой гибкою кабеля
тросиком, прикрепленным с наружной сторочы шбко-
к а бел я.
Зазем кчте лифт» нрнзводится сле^ющим
образом:
а) Электрические машины и аппараты,
установленные на звуко- н вибрационных опорах, заземляю'сч
гибким прово, ом
б) Для зазе%:.'ei in металлических частей кабгпм
используется одна ;ч мил гибгою кабеля или один ич
проводов гибкого юкоподвода
в) Можно использовать и качестве дополнителык го
510

заземляющего проводника экранирующую оболочку
кабеля н несущие гросы кабины
г) Металлические направляющие кабины и
противовеса, а также металлические конструкции ограждения
шахты должны быть заземлены
21-7. ОПИСАНИЕ И ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Описание электрооборудования производственного
механизма обычно делится на три части: общие
сведения об электрооборудовании, описание действия
электрической схемы управлении и перечисление всех
блокировок и защиты
В первой части указывается полный перечень,
назначение и технические данные электрических машин,
электромагнитов, электронагревательных устройств и
других силовых элементов, возможные режимы работы
электрооборудования и применяемые напряжения для
питания элементов электрооборудования. Приводится
общая характеристика аппаратуры управления,
защиты и сигнализации, объединенной по назначению и
местам размещения
Описание действия электрнческон схемы
производится в последовательности, соответствующей порядку
работы элементов электрооборудования для рабочих
режимов, а также для наладочных режимов. При
перечислении блокировок и защиты указывается н\ назначение
и приводится изложение действия всех блокировок и
защити члектрооборудовапня, а также вопросов элект-
робеюпасности
К каждой отдельной принципиальной схеме
прилагается (пли выполняется на том же чертеже в
соответствии с ГОСТ 2.702-75) перечень элементов
электрооборудования, в который заносят краткие технические
данные и позиционное обозначение всех элементов и
устройств, используемых в схеме. Кроме тою, на схеме
обьг.по приводятся диаграммы рабош переключателей
управления всех вндоз и назначений, циклограммы сра-
бат!ЧК'1шя и схематическое ] асноложеппе путевых
(конечных) выключателей п комапдоаппаратов

Электрой, п^льсиая обработка
390
Электроискровая обработка 390
Электроконтактные датчики
(измерительные головки) 336
Электроконтактный манометр
459
Электромагнитная муфта
скольжения 221
Электромагнитные
вращающиеся столы ЕЗЗ
— плиты 332
Электромагниты
автоматических станочных линий 368
Электросварка дуговая 76
— контактная 79
Электротележки наземные 183
—подвесные (электротали) 154
Элементы логические
бесконтактные 370
— матричной
М374
— управления
ка-Н» 373
логики серии
серии «Логи-

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ....,•. 3
Введение 4
Г л а 1з а первая. Электрооборудование установок
электронагрева . 7
1 I Общие сведения об электротермических установках . 7
1-2 Установки печей сопротивления . . ... 10
1 3. Установки дуговых печей 39
1-4 Индукционные электротермические установки ... 58
Глава вторая. Электрооборудование установок
электрической сварки . 76
2 1 Общие сведен 1я об электросварке , 76
2-2 Исючникн питания сварочной дуги 81
2 3 Установки дуговой сь« рки . 98
2 4 Установки контактной сварки 102
Глава третья. Электрооборудование мостовых кранов . 106
3-1 Общие сведения о мостовых кранах .... 106
3-2 Режимы работы и особенности электрооборудования
кранов ... . 110
3-3 Требования к электроприводу механизмов крана . 113
3-4 Выбор рода гока и типа элек ропривода .... 114
3 5 Расчет статических нагрузок двигателей механизмов
кранов 117
3 6 Опрод ленне динами сскнх нагрузок двигателей крана 120
3 7 Выбор мощности сига слей крановых механи мов 121
3-8. Кра ювые тормозные устройства и грузопо ъемные
э екгром гни i 127
3 9 Крановая апп рат>ра управ ения и защиты . 133
3-10 Элем рте кие схем контроллерного управления дви-
гчге ями i pa ion ix механи мив . . 142
3 11. Э ектрические схемы кон а р ого управ ген *я дви-
raie ями крановых механизмов . .... 146
3 12 Ав омашзирован эт ктропривод крановых м ха-
ии м в с тиристорн ?, управле гем . 151
3 1 Э ее ро борудова е подвесных элек роте ж с . 154
3 14 Токоп вод к кран м . 157
Гл чет не тая Эе обо д аи е и авт м тиза-
тв . .... 1 I
4 1. 1 я о л ах 161
О } cm ы треб ваш к эпе т о ри у тов . 163
и эте ро pi во а о овн еэ с трооборудоваине
о 167
гр зок и в бо г» пцю ти д га е 173
i четкие сх ы в иат^чесс о управления
176
Г т о ние азем э те
в е в о о тр с .183
1. об удов ние н . х этекг е ж к . 183
5-19

5-2. Назначение и устройство механизмов непрерывного
транспорта 188
5-3. Особенности электропривода и выбор мощности
двигателей конвейеров 191
5-4. Автоматизированное управление электроприводами
конвейеров ... 196
Глава шестая. Общие сведения в металлорежущих
станках . 207
6-1. Классификация металлорежущих станков .... 207
6-2. Основные и вспомогательные движения в станках,
кинематические схемы ... 208
6-3. Общие вопросы элечгропривода станков . . . . 211
6-4. Регулирование скорости приводов станков . . . 215
6-5. Режимы работы электродвигателей станков . . . 225
6-6. Выбор системы автоматизации станков .... 226
6-7. Типовые блокировочные связи в схемах управления
станками 228
6-8. Электрическая аппаратура управления станками 231
Глава седьмая. Электрооборудование токарных станков 234
7-1. Назначение и устройство токарных станков . . . 234
7-2. Типы электроприводов токарных ста икон . . . 238
7-3. Расчет мощности двигателей токарных стаьков . . 240
7-4. Электропривод и схема управления токарно-шнторез-
ного станка .... 244
7-5. Автоматизированный электропривод токарно-револь-
верпых станков 247
7-6. Электропривод и схема управления тяжелого токар-
но-карусельно о станка . . 250
7-7. Копиронаыге на окарных станках 260
Глава восьмая Электрооборудование сверлильных и
расточ! ых станков 262
8-1. Па начеиис п ус ройство сверлильных и расточных
стан ов „ 262
8-2. О -обе ноет и и тш ы электроприводов сверлильных и
расточных станков 265
8-3. Расчет мощности двигателей сверлильных и
расточных станков . . . 267
8-4. Электропривод и схема управления радиально-свер-
лнлыюго станка 268
8-5. Электропривод и схема управления универсального
расточного с ганка . . 271
8-6. Электропривод подачи расточного станка по системе
ТП-Д . . ... ... 275
Глава девятая. Электрооборудование
продольно-строгальных стаикоз . . . 282
9-1. Назначение и устройство продольно-строгальных
станков .... 282
9-2. Особенности работы и типы главных электроприводов
продольно-строгальных станков 283
550

9-3. Расчет мощности двигателя сгола
продольно-строгального станка ........... 287
9-4. Главный электропривод продольно-строгального
станка по системе Г—Д с МУ 292
9-5. Главный привод продольно-строгального станка по
системе ТП—Д с подчиненным регулированием . . i 300
9-6. Электропривод подачи суппортов продолыю-строгаль-
ных станков . ... ... . 305
Глава десятая. Электрооборудование фрезерных станков
10-1. Назначение и устройство фрезерных станков . . 306
10-2. Типы электроприводов фрезерных станков . . . 311
10-3. Расчс! мощности дшгга1елей фрезерных станков 312
10-4. Электропривод и схема управления вертикалыю-фри-
зерного станка . . . ..... 315
10-5. Особенности электрооборудования копировалыю-
фрезерных станков . . 318
1 лава одиннадцатая. Электрооборудование
шлифовальных станков .... 323
11-1. Назначение и устройство шлифовальных станков 323
11-2. Типы электроприводов шлифовальных станков . . 328
11-3. Расчет мощности двигателя главного привода
шлифовальных станков . .... 330
11-4. Специальное элеюрооборудованле шлифовальных
станков . . .... 331
11-5. Управление электрошпинделями с помощью
статических преобразованной частоты . . 338
11-6. Электропривод и схема управления круглошлпфо-
вального станка 343
Глава двенадцатая. Электрооборудование агрегатных
станков ... - 348
12-1. Назначение и устройство arperainux капков . 348
12-2. Циклы движений силовых головок агрегатных станков 352
12-3. Расчет мощности двигателей агрегатных станков . 353
12-4. Электропривод и схема управ тения агрегатного
станка с оамодейств\ющей головког 354
Глава т р и н а цата я. Электрооборудоваьие автомашче-
ских стаиочпых линий . 357
13-1. Основные типы автоматических а аи чных лиши 357
13-2. Принципы построения схем упршлпшя
автоматическими линиями . .... . .361
13-3. Электр оборудование автомат!'1 сек \ линий . 367
13-4. Схемы управления транспортерами, поворотными сто-
ламн и механическими ьлючалн . . 376
13-5. Управление стат ами ав омачиче кпх линий . 382
13-6. Блокир вки, аи Mai ч кш кон ноль и еиг чи а-
ция па станочпьх линиях 384
I лава четырн л цат я 3 ектрообо у ование >стш о-
вок злектроэр ионной и ультрачву лтен л5работ<и 389
14-1. Устаю и «оь- i ро и vn l\ ofi 6 <н , 389
14-2. Установки \ль ic u_ когюн об'' он .... 399
551

Глав л пятнадцатая. Электрооборудование станков с
программным управлением . . . 402
15.1. Общие сведения о программном управлении станками 402
15-2. Системы циклового программного управления . . 408
15-3. Электроприводы станков с ЧПУ 412
15-4. Системы числового программного управления . . 419
15-5. Многооперационные станки и промышленные роботы 429
Глава шестнадцатая. Электрооборудование кузнечно-
прессовых машин 433
16-1. Назначение и устройство кузнечно-прессовых машин 433
16-2. Типы электроприводов кузнечно-прессо'вых машин . 437
16-3. Управление электроприводами кузнечно-прессовых
машин 444
Глава семнадцатая. Электрооборудование
компрессоров и вентиляторов ........... 449
17-1. Назначение и устройство компрессоров и вентиляторов 449
17-2. Особенности электропривода и выбор мощности
двигателей компрессоров и вентиляторов .... 452
17-3. Автоматизация работы венгиляторных и
компрессорных установок 455
Глава восемнадцатая. Электрооборудование
насосных установок 468
18-1. Назначение и устройство насосов 468
18**2. Особенности электропривода и выбор мощности
двигателей насосов 470
_ 18-3. Регулирование производительности механизмов с
вентиляторным моментом на валу ..... 474
18-4. Специальная аппаратура для автоматизации
насосных установок ... 476
18-5. Схемы автоматизации насосных установок . . . 478
Глава девятнадцатая. Электрооборудование
установок для нанесения покрытий . • 484
19-1. Гальванические установки • 484
19-2. Установки электростатической окраски .... 492
Глава двадцатая. Электрооборудование во взрыво- и
пожароопасных помещениях 503
20-1. Классификация помещений по их взрыво- к пожаро-
опасности . 503
20-2. Виды исполнений электрооборудования по степени
защиты от воздействия окружающей среды . . . 506
20-3. Выбор электрооборудования для взрыво- и
пожароопасных помещений . ...... 508
20-4. Электропроводки во взрыво- и пожароопасных
помещениях . .... . ... 515
Глава двадцать первая. Проектирование
электрооборудования промышленных установок, станков и машин 518
21-1. Содержание проекта электрооборудования . . « 518
552

21-2. Разработка принципиальной электрической схемы . 519
21-3. Размещение электрооборудования на сманках и
машинах 525
21-4. Выпол! ение схем соединений 531
21 5 Электрические проводки промышленных механизмов 535
21 G Заземление металлических элементов эчектрооборудо-
вашш . 538
21-7. Описание и перечень элементов электрооборудования 541
Приложение . .... ..... 542
Список литературы . . . .... 544
Предметный указатель , 546