Sähköakseli ja sen käyttö metallinleikkauskoneiden sähkökäytössä

Artikkelissa käsitellään laitetta, toimintaperiaatetta ja esimerkkejä sähköjärjestelmien käytöstä synkroniseen pyörimiseen (sähköakseli) metallinleikkauskoneissa ja -asennuksissa.

Oletetaan, että kahden akselin, jotka eivät ole mekaanisesti kytkettyjä toisiinsa, tulee pyöriä samoilla nopeuksilla kääntymättä toisiinsa nähden. Varmistaaksesi synkronisen ja samanvaiheisen pyörimisen moottoreilla D1 ja D2, jotka pyörittävät akseleita A ja II (kuva 1), kytke apuasynkroniset koneet A1 ja A2 vaiheroottoreilla. Näiden koneiden roottorikäämit on kytketty toisiinsa.

Jos kahden koneen pyörimisnopeudet ja niiden roottorien asennot ovat samat, niin koneiden A1 ja A2 roottoreiden käämeihin indusoituvat sähkömoottorivoimat ovat yhtä suuret ja suuntautuvat toisiaan kohti (kuva 2, a), ja virta ei kulje roottoripiirissä.

Oletetaan, että apukoneiden kentän pyörimissuunta on sama kuin niiden roottorien pyörimissuunta.Kun koneen A2 pyöriminen hidastuu, sen roottori jää jälkeen A1:n roottorista, jolloin e. jne. c. Roottorikäämiin indusoituva Ep2 siirtyy vaiheittain eteenpäin (kuva 2, b) ja koneiden A1 ja A2 roottoripiirissä e:n vektorisumman vaikutuksesta. jne. E:llä tulee näkyviin tasausvirta Az.

Riisi. 1. Synkronisen viestinnän kaavio

Riisi. 2. Synkronisen viestintäjärjestelmän vektorikaaviot

Nykyinen vektori I on myöhässä vektorista e. jne. jossa E kulmassa φ... Nykyisen vektorin projektio Az vektoriin e jne. v. Ep2 osuu tämän vektorin suuntaan. Nykyisen vektorin projektio vektoriin e. jne. ss. Ep1 on suunnattu hänelle. Tästä seuraa, että kone A2 toimii moottoritilassa ja kone A1 generaattoritilassa. Tässä tapauksessa koneen A2 akselia kiihdytetään ja koneen A1 akselia hidastetaan. Tällä tavalla koneet kehittävät vääntömomentteja, jotka palauttavat akselien synkronisen pyörimisen. I ja II sekä koneiden A1 ja A2 roottoreiden edellinen koordinoitu sijainti avaruudessa. Näiden koneiden roottorit voivat pyöriä sekä pellon pyörimissuuntaan että vastakkaiseen suuntaan.

Tätä järjestelmää kutsutaan sähköiseksi synkroniseksi pyörimisjärjestelmäksi… Sitä kutsutaan myös sähköakseliksi… Synkronisella kiertojärjestelmällä voidaan korvata esimerkiksi ruuvit ruuvileikkaussorveissa.

Koska metallinleikkauskoneiden syöttöpiirit kuluttavat pääliikkeen piireihin verrattuna yleensä vähän tehoa, voidaan käyttää yksinkertaisempaa synkronisen pyörityksen kaaviota pääliikkeen synkronoimiseksi syöttöön (kuva 3).Tällöin on väistämätön jatkuva epäsopivuus koneiden A1 ja A2 roottoreiden asemien välillä, jota ilman koneen A2 roottoripiirissä ei olisi virtaa eikä se pystyisi voittamaan resistiivisten voimien momenttia. syöttöpiiri. Koska A2-kone saa tehon staattorista ja roottorista, tämä sähköinen akselijärjestelmä vaatii kuusijohtimisen kytkennän moottoriin, joka asennetaan useissa tapauksissa liikkuvaan konelohkoon, joka on yleensä esitetty katkoviivalla.

Riisi. 3. Raskaan ruuvisorvin synkroniset tietoliikennejärjestelmät

Kulmapoikkeaman sisällä, joka ei ylitä 90 °, sähköinen synkronointimomentti kasvaa. Merkittävän synkronointimomentin varmistamiseksi synkronisten viestintäkoneiden on kaikilla mahdollisilla pyörimiskulmataajuuksilla toimittava suurilla luistoilla (vähintään 0,3 - 0,5). Siksi näiden koneiden on oltava riittävän suuria, jotta vältetään liiallinen kuumeneminen.

Koneiden tehoa lisätään edelleen, jotta kuormituksen vaihteluiden ja kitkavoimien vaikutusta yritetään eliminoida. Käytetään myös mekaanisia voimansiirtoja, jotka vähentävät koneen akselien pyörimistaajuutta ja vastaavasti koneen akseliin kohdistuvan kulmavirheen suuruutta Ennen sähköakselin toiminnan aloittamista asynkroniset koneet A1 ja A2 kytketään yksivaiheinen virtalähde. Tässä tapauksessa koneen A2 roottori ottaa alkuasennon, joka vastaa koneen A1 roottorin asentoa.

Synkronisia pyörimisjärjestelmiä käytetään järkevästi raskasmetallileikkauskoneissa, koska pitkien lyijyruuvien tuotantoon liittyy merkittäviä vaikeuksia.Lisäksi ruuvien tai akselien pituuden kasvaessa niiden vääntymisestä johtuen koneenosien keskinäisen järjestelyn koordinoinnin tarkkuus heikkenee. Sähköakselijärjestelmässä akselien välinen etäisyys ei voi vaikuttaa toiminnan tarkkuuteen.

Sähköakselia käytettäessä jarrusatulien mekaaniset kytkennät karaan jäävät pois ja kinemaattinen kaavio yksinkertaistuu huomattavasti. Raskasmetallileikkauskoneiden sähköakselijärjestelmien merkittävä haitta on kalliin osan vaurioituminen sähkökatkon aikana, koska kohdistusvirhe tapahtuu välittömästi. Joissakin tapauksissa tällaisessa onnettomuudessa työkappaleen vaurioituminen voidaan estää työkalun nopealla automaattisella sisäänvetämisellä.

Kaava, jossa on kaksi identtistä asynkronista moottoria vaiheroottoreilla, on kiinnostava koneenrakennuksen kannalta (kuva 4). Koska molempien roottoreiden piiri on kiinni reostaatissa R, moottorit kytkettäessä vaihtovirtaverkkoon molemmat roottorit alkavat pyöriä.

Riisi. 4. Kaavio synkronisesta tiedonsiirrosta pyörivän reostaatin kanssa

Roottori- ja reostaattikäämeissä kulkevien virtojen lisäksi molempien koneiden roottoripiirissä kulkee tasausvirta. Tämän virran läsnäolo aiheuttaa synkronointimomentin ilmaantumisen, jonka seurauksena koneet pyörivät synkronisesti. Tämän järjestelmän avulla voidaan nostaa ja laskea suurten höyleiden, reitittimien ja karusellien poikkivarsia.

Sähköisen akselijärjestelmän ansiosta tuotantokompleksiin kuuluvien kuljettimien koordinoidun liikkeen ongelma on ratkaistu.Käytännöllisin sovellus tässä tapauksessa saadaan moottoreiden synkronisesta pyörimisestä yhteisellä taajuusmuuttajalla.

Tarkasteltavien koneenrakennuksen sähköakselijärjestelmien lisäksi on kehitetty ja käytetty muitakin vaihtovirtakonejärjestelmiä, mukaan lukien yksivaiheiset järjestelmät ja erityisrakenteiset synkronimoottoreilla varustetut järjestelmät.