книги / Металлорежущие станки Краткий курс

Глава VIII

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Электрификация металлорежущих станков упрощает управле­ ние их механизмами и позволяет более простыми средствами авто­ матизировать сложные процессы. В качестве электрического обо­ рудования металлорежущих станков применяют электродвига­ тели, различные электромагнитные устройства и аппаратуру контакторного управления. Последняя делится на командную, про­ межуточную, пусковую и защитную.

§ 1. АППАРАТУРА КОНТАКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Командная аппаратура. Командная аппаратура предназна­ чена для подачи электрического импульса — команды. Для руч­ ной подачи команды применяют рубильники, кнопки и переклю­ чатели. Широкое распространение получили пакетные переключа­

повороте стержня замыкается, а часть размыкается. На рис. 71, б показано условное обозначение пакетного переключателя на элек­ трических схемах станков.

Для включения и выключения вспомогательных электрических Цепей широко используют кнопочные элементы (рис. 72). Они

состоят из кнопки 7 со стержнем 2 (рис. 72, а). Последний несет на себе подпружиненный контактный мостик 3, который может со­ прикасаться с одной из двух пар неподвижных контактов 4 или 5. При нажатии кнопки 1 стержень 2 с контактным мостиком 3 опус­ кается вниз, размыкая контакты 4 и замыкая контакты 5. При освобождении кнопки пружина 6 возвращает кнопку в исходное положение, замыкая контакты 4.

В отношении контактов кнопочных элементов и других элект­ роаппаратов принята следующая терминология. Если пара кон­ тактов при отсутствии воздействия на электроаппарат разомкнута, то их называют замыкающими, если замкнута — размыкающими.

Следовательно, при нажатии на кнопочный элемент замыкаю­ щие контакты замыкаются, размыкающие размыкаются. На рис. 72, б показаны условные обозначения и схемы применяемых кно­ почных элементов: с одним замыкающим контактом 7, с одним размыкающим (2) и с тем и другим вместе (3). Отдельные эле­ менты кнопки монтируются в кнопочные станции. Пусковые кнопки окрашены обычно в черный цвет, а кнопки «Стоп» — в красный.

Для автоматической подачи команд служат путевые переклю­ чатели (рис. 73). Их устройство напоминает кнопочные элементы. Переключатель состоит из неподвижных контактов 1 и 2, смон­ тированных в его корпусе, и подвижных 3 и 4У связанных со штоком 5. При воздействии упора станка на шток последний опус­ кается, размыкая контакты 2 и 4 и замыкая 1 и 3. Пружина 6 необходима для возвращения штока в исходное положение. Справа показано условное обозначение на схемах: замыкающего

(7) и размыкающего (2) контактов.

При медленном перемещении упора процесс переключения за­ тягивается, что ведет к быстрому подгоранию контактов. Поэтому такие переключатели не применяют при малых скоростях движе­ ния (меньше 4 м/мин). В этом случае применяют переключа­ тели моментного (мгновенного) действия (рис. 74, а). При на­ жатии упора на ролик 1 рычаг 2 через набор ленточных пружин 3 поворачивает поводок 4. Ролик 5, находящийся под действием пружины 5, перекатывается по планке 7 и, быстро поворачивая ее, производит переключение. Когда нажатие на ролик прекра­ тится, пружина 8 возвращает механизм в исходное положение, в котором его удерживают собачки 9 и 10.

Когда необходим точный останов механизмов, пользуются мик­ ропереключателями, допускающими срабатывание при ходе што­

ваемое им на специальные пружины, переводит их скачком из одного положения в другое, размыкая контакт 2 и замыкая кон­ такт 3.

Промежуточная аппаратура. Промежуточное реле (рис. 75) служит для расчленения командного импульса при наличии не­ скольких электрических цепей. Когда ток пропускается через ка­ тушку 2 электромагнита 7, якорь 3 втягивается внутрь катушки и поднимает рычаг 4 вместе со стержнем 5, на котором установ­ лены мостики двух замыкающих 6—7 и двух размыкающих 8—9 контактов. Следовательно, при подаче электрического импульса две пары верхних контактов замкнутся, а две пары нижних разом­

после того, как последний зуб сектора 7 выйдет из зацепления с колесом 8, пружина 6 быстро повернет рычаг и окажет воздействие на замыкающий и размыкающий контакты 13. При отключении катушки рычаг 5 под действием силы тяжести возвращается в исходное положение. При втягивании якоря одновременно сра-

Рис. 76. Реле времени:

а — маятниковое; б — пневматическое

батывают также обычные контакты 14. На рис. 76, а внизу по­ казаны условные обозначения элементов реле времени, выполняю­ щих различные функции: катушка реле (1); замыкающий кон­ такт (2); размыкающий контакт (3); замыкающий контакт с выдержкой при замыкании (4); размыкающий контакт с выдерж­ кой при размыкании (5).

замыкаются с неподвижными контактами 5. Одновременно с этим пластина 6, связанная с валиком 3, воздействует на блокировочные контакты 7, из которых два замыкающих и два размыкающих. Блок-контакты необходимы для блокировки элементов электри­ ческих цепей. На рис. 77 показано условное изображение контак­ тора на схемах: катушка контактора (1); контакты (2); блокконтакт (3).

Защитная аппаратура. Для защиты электрооборудования от коротких замыканий обычно применяют предохранители в виде пробок или трубок с плав­ кими вставками. Для пред­ отвращения недопустимого перегрева двигателей и дру­ гих исполнительных меха­ низмов при длительных пере­ грузках служат тепловые реле (рис. 78). Ток защи­ щаемого электродвигателя проходит через нагреватель­ ный элемент 2, вблизи кото­ рого расположена биметал­ лическая пластина, состоя­ щая из двух сваренных между собой полос 2 и 3 из метал­

лов с различными коэффициентами линейного расширения. При нагревании полоса 3 удлиняется больше, чем полоса 2, и поэтому вся пластина изгибается вверх. Когда ток чрезмерно велик, рычаг 4, на который действует пружина 5, соскочит с конца биметаллической пластины и повернется влево. Контакт 6 при этом разомкнется и обесточит обмотку контактора, включенную в эту цепь. Тогда контактор выключит электродвигатель. При нажатии кнопки возврата 7 после остывания биметаллической пластины рычаг 4 возвращается в прежнее положение, и кон­ такт 6 замыкается.

§ 2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ УСТРОЙСТВА

Электромагниты. Для осуществления небольших прямолиней­ ных перемещений рукояток, рычагов, золотников и других звень­ ев управления в схемах электрификации станков широко ис­ пользуют однофазные электромагниты переменного тока (соле­ ноиды).

Электромагниты бывают тянущие и толкающие; у первых якорь втягивается в катушку, у вторых — выталкивается из нее. В ис­ ходное положение якорь перемещается под действием силы тя­ жести или пружин. Номинальный ход якоря составляет обычно 2,5—50 мм при силе тяги от 10 до 250 н,.

Электромагнитные муфты. В станкостроении получили широ­ кое распространение фрикционные электромагнитные муфты, пи­ таемые постоянным током с напряжением от 6 до 24 в. Они уста­ навливаются в механизмах главного движения и движения по­ дачи, а также для пуска,торможения двигателей, и позволяют пере­ ключать скорости и подачи во время работы станка вхолостую, а в некоторых случаях и под нагрузкой. Малые габариты, боль­ шие крутящие моменты, которые могут передавать электромаг­ нитные муфты, а также возможность дистанционного управления создают благоприятные условия для использования их при авто­ матизации станков. Быстродействующие электромагнитные муф­

ты используют в следящих системах

компенсации износа дисков. При отключении тока якорь 9 и диски 8 отталкиваются под действием пружин 5. Ток подводится к обмотке при помощи контактных колец 1.

Все части муфты собраны на втулке 6 из немагнитного мате­ риала. Одна половина дисков сцеплена с втулкой б, другая — с обоймой второго вала (на рисунке не показана). Диски муфт долж­ ны иметь большой коэффициент трения, высокую износостойкость, высокую тепловую и коррозионную стойкость Для дисков, ра­ ботающих в масле и всухую, широко используют металлокера­ мические покрытия, получаемые спеканием порошка.

Муфты с контактным токопроводом имеют следующие недо­ статки: катушки таких муфт находятся на вращающихся частях и увеличивают момент инерции, возможно искрение во время ра­ боты. Для устранения биения требуется обеспечить высокую кон­ центричность контактных колец относительно оси вращения.

для управления пусковой аппаратурой. Вспомогательная цепь

присоединяется к первой фазе и проходит последовательно через кнопки «Пуст, «Стоп», катушку контактора К, через размы­ кающие контакты тепловых реле РТ2, РТ1 и подсоединяется ко второй фазе. Пока пусковая кнопка не нажата, вспомогательная цепь разомкнута. Если нажать на кнопку «Пуск», то ток по­ ступит в катушку контактора К. Последний сработает и, замк­ нув главные контакты, включит двигатель. Одновременно с этим будет замкнут замыкающий блок-контакт, в результате чего пусковая кнопка шунтируется и может быть отпущена. После прекращения нажатия на кнопку «Пуск» цепь в этом месте размыкается, но двигатель продолжает работать, так как ка­ тушка контактора питается током через блок-контакт, в обход пусковой кнопки. Если бы не было блок-контакта, то с освобож­ дением кнопки «Пуск» прекращалось бы питание током катушки контактора и последний выключал бы двигатель. При нажатии на кнопку «Стоп» вспомогательная цепь разрывается, и контактор, размыкая главные контакты и блок-контакт, отключает двигатель.

Контакторы обладают свойством нулевой защиты. Они авто­ матически выключают двигатель, если по какой-либо причине пре­ кращается подача тока в сеть. При перегрузке эту функцию вы­ полняют тепловые реле, размыкая вспомогательную сеть и тем самым отключая двигатель.

На рис. 80, б представлена условная схема пуска нереверсив­ ного двигателя. Принцип составления таких схем заключается в том, что все элементы аппаратуры показывают не в том порядке, в каком они установлены на станке или изображены на монтаж­ ной схеме, а в разных местах, в зависимости от того, в какую цепь они включены.

Возьмем для примера контактор на монтажной схеме (рис. 80,а), Главные контакты его присоединены к силовой сети, а катушка и блок-контакт — к вспомогательной. При построении условных схем такой аппарат как бы разделяют на части, и элементы, вклю­ чаемые в силовую сеть, показывают на одной части схемы, а связанные с вспомогательной сетью — на другой. Для того чтобы можно было судить, к какому аппарату относится тот или иной элемент, их обычно обозначают одной и той же буквой. Сопостав­ ляя обе схемы, можно заметить, что вся аппаратура включена в одинаковой последовательности.

Вспомогательные цепи в схемах контакторного управления питаются от силовой сети, следовательно, напряжение в обеих цепях одинаково (220—380 в). Между тем в ряде случаев напряже­ ние во вспомогательной сети понижают до 127 в и ниже, и тогда пи­ тание осуществляют через трансформатор. В соответствии с этим рассмотренная выше аппаратура выпускается для различных на­ пряжений — от 127 до 380 в, а в некоторых случаях и для низ­ ковольтной сети.