книги / Ручные машины

числа 230 и 400 являются величиной номинального напряжения тока в вольтах.

Эти агрегаты вырабатывают электроэнергию переменноготрех­ фазного тока промышленной частоты 50 Гц.

Выпускают также агрегаты, дающие электроэнергию повышен­ ной частоты тока, как, например, 'электроагрегат АБ-4-Т/230/200.

Передвижной электроагрегат АД-10-Т/230 (рис. 2) представляет собой прицепной автономный источник электроэнергии на автомо­ бильном. прицепе.

Двигатель и генератор соединены в один блок с помощью соеди­ нительной муфты. Этот блок крепится болтами через амортизаторы к опорам рамы генератора. Через амортизаторы к корпусу генерато­ ра крепится также блок управления.

В блоке управления смонтированы-аппаратура управления и регулированйя режимов работы установки, защиты ее от перегрузки и коротких замыканий и контрольно-измерительные приборы.

Съемный металлический кожух-капот защищает электроагрегат от механических повреждений и воздействия атмосферных осадков.

Электроагрегат может работать как при низких, так и при высо­ ких температурах, в районах высокогорья и в условиях, приближен­ ных к тропическим.

Все оборудование агрегата выполнено из элементов, отвечающих требованиям ударно-, тряско- и вибростойкости.

Пуск двигателя электроагрегата осуществляется с помощью стартера.

Технические характеристики передвижных электроагрегатов даны в табл. 27.

Промышленность выпускает также более мощные передвижные электростанции типа ПЭС-15Л, ДЭСМ-30, ДЭС-40М1, ДЭСМ-50, ДЭС-100П, предназначенные для питания переменным трехфазным током всех строительных машин и механизмов и обеспечения элект­ роэнергией строительных объектов при отсутствии постоянных энер­ госетей.

Краткие технические характеристики передвижных электростан-, ций большой мощности даны в табл. 28.

28. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРЕДВИЖНЫХ

41

2. Двигатели

Электрические ручные машины приводятся в действие электро­ двигателями. Электродвигатели работают от электрического тока, поступающего по кабелю, подсоединенному к электрической сети или к передвижным электроагрегатам. Двигатель всякой ручной машины представляет собой двигатель встроенного типа, конструктивно яв­ ляющийся неотъемлемой частью всего рабочего устройства, ряд де­ талей которого общий как для двигателей, так и для ручной маши­ ны в целом.

В ручных машинах для привода используются в основном следу­ ющие электрические двигатели: коллекторные однофазного электри­ ческого тока нормальной частоты 50 Гц, напряжением 220 В; асин­ хронные трехфазного электрического тока с короткозамкнутым ро­ тором нормальной частоты 50 Гц и повышенной частоты 200 Гц, напряжением 220 и 36 В.

Для привода фугальных ручных машин используют однофазные электромагниты с возвратно-поступательным движением якоря.

В условных обозначениях электродвигателей, установленных го­ сударственным стандартом, буквы и цифры означают: К — коллек­ торный однофазный; А — асинхронный трехфазный короткозамкну­ тый; Д — двойная изоляция; Н — нормальная частота тока 50 Гц; П — повышенная частота тока 200 Гц. Первая цифра за буквами — условный диаметр активной стали статора; вторая цифра — услов­ ная длина активной стали в каждой группе диаметров; буквы после цифр — напряжение сети А—36 В, В—220 В.

В ручных машинах класса II в качестве привода применяются высокоскоростные коллекторные однофазные двигатели с двойной изоляцией типа КНД.

Мощность таких двигателей составляет 120—1150 Вт, частота вращения якоря 200—300 с-1.

Условное обозначение электродвигателя КНД-23В означает: кол­ лекторный однофазный с двойной изоляцией с нормальной частотой тока 50 Гц, напряжением 220 В, цифра 2 — условный диаметр актив­ ной стали статора, цифра 3 — условная длина активной стали в каж­ дой группе диаметров.

42

Производительность труда при работе ручными машинами за­ висит в основном от мощности двигателя, частоты вращения рабоче­ го органа и массы самой машины.

Эффективным способом увеличения мощности двигателей руч­ ных машин является повышение их быстроходности или частоты вращения. Высокой частоты вращения ротора в пределах до 500 с-1 и выше можно достигнуть в коллекторных электродвигателях.

Имея высокую частоту вращения под нагрузкой—свыше 300 с-1, коллекторные однофазные электродвигатели характеризуются высо­ кой удельной мощностью на единицу массы.

Достоинством этих двигателей является важнейшая способность выдерживать кратковременные перегрузки.

Работа коллекторных электродвигателей не нарушается при зна­ чительных колебаниях напряжения в питающей электросети.

Сила тока при пуске таких электродвигателей, как правило, не превышает четырехкратной номинальной величины, поэтому двига­ тель работает устойчиво в режиме частых пусков и выключений руч­ ных машин.

Ручные машины, оборудованные коллекторными однофазными электродвигателями с двойной изоляцией типа КНД, электробезопасны в эксплуатации, могут работать от сети переменного и постоян­ ного электрического тока; для питания их не требуется громоздких трансформаторов или преобразователей частоты электрического тока.

Эти качества ручных машин с коллекторными двигателями с двойной изоляцией обеспечивает рациональное и преимущественное применение их на всех видах строительно-монтажных работ.

Недостатками коллекторных электродвигателей являются нали­ чие коллектора и щеток, которые сложны и дороги в изготовлении, требуют в процессе эксплуатации и ремонта ручных машин более квалифицированного обслуживания.

Основные параметры — мощность, напряжение, частота тока, частота вращения, потребляемый ток, коэффициент полезного дейст­ вия— должны быть указаны в стандартах или технических услови­ ях на конкретные типы коллекторных электродвигателей.

Краткие данные об электродвигателях с частотой вращения 200 с-1, напряжением 220 В, частотой тока 50 Гц даны в табл. 29.

29. КРАТКИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТИПА КНД С ДВОЙНОЙ

Асинхронные электродвигатели трехфазного тока с короткозамк­ нутым ротором конструктивно достаточно просты и надежны в ра­ боте, однако для их питания необходимо наличие сети трехфазиого электрического тока нормальной или повышенной частоты.

43

.Асинхронные электродвигатели нормальной частоты тока для ручных машин в последнее время почти не применяются из-за их большой массы.

Кроме тогог эти электродвигатели из-за низкой частоты враще­ ния'в пределах до 50 с-1 имеют малую удельную мощность.

Однако такие электродвигатели пока еще имеются на некоторых ручных машинах: гайковертах, молотках, шлифовальных машинах с гибким, валом, сверлильных станках, трамбовках, заточных станках и точилах.

Ручные машины класса I с такими электродвигателями не имеют двойной изоляции и поэтому не являются электробезопасиыми и требуют для безопасности работ применения защитного заземления, защитно-отключающего устройства и средств индивидуальной за­ щиты.:.

Асинхронные трехфазные электродвигатели повышенной частоты тока. 200 Гц типа АП имеют применение в ручных машинах класса Щ. Мощность таких двигателей составляет 210—1080 Вт, частота вращения, якоря до 200 с-1. Условное обозначение электродвигателя АП-41Д означает: короткозамкнутый асинхронный трехфазный элект­ родвигатель с частотой тока 200 Гц, напряжением 36 В, цифра 4 — условный диаметр активной стали статора, цифра 1 — условная дли­ на активной стали в каждой группе диаметров.

Ручные машины класса III с электродвигателем повышенной ча­ стоты тока, имеющие частоту вращения ротора 200—300 с-1, будут в 2—3 раза легче, чем ручные машины с таким же электродвигателем, но с низкой частотой вращения той же мощности.

Такое снижение массы ручных машин происходит за счет умень­ шения габаритов электродвигателей с высокой частотой вращения ротора.

Известно, что синхронная частота вращения, или частота вра­ щений магнитного поля, асинхронного электродвигателя определяется из выражения

200

При повышенной частоте тока /=200 Гц получим гсс= “р =

=20.0 с-1.

Высокая частота вращения ротора позволяет значительно умень­ шить габариты электродвигателя и машины и при прочих равных условиях уменьшить массу ручной машины в целом.

Таким образом, достоинствами ручных машин класса III с асин­ хронными трехфазиыми короткозамкнутыми электродвигателями повышенной частоты тока являются высокая удельная мощность, простота конструкции двигателя, высокая надежность и сравнитель­ но низкая стоимость двигателя.

Недостатками асинхронных трехфазных электродвигателей яв­ ляются малая способность к перегрузкам, высокая чувствительность

44

кколебаниям напряжения в питающей сети, перегрев и снижение надежности при работе с частыми пусками и остановками, так как сила тока при пуске в 7 раз больше номинальной.

Для питания ручных машин класса III с асинхронными электро­ двигателями требуется токоподводящий кабель большого сечения; такой кабель тяжел, обладает ограниченной гибкостью, что затруд­ няет выполнение технологических операций. Длина такого кабеля должна быть минимальной, так как с увеличением длины возрастает падение напряжения на кабеле и уменьшается напряжение на дви­ гателе, что приводит к падению мощности ручной машины.

Ручные машины класса III с асинхронными трехфазными элект­ родвигателями повышенной частоты тока не могут быть подключены

кэлектрической сети общего пользования, а требуют создания спе­ циальной сети трехфазного тока повышенной частоты напряжением не выше 42 В или специальные, достаточно громоздкие, в 10 раз превышающие массу собственно ручной машины источники пита­

ния — преобразователи частоты тока. Поэтому ручные машины клас­ са III в какой-то степени пригодны для эксплуатации только в ста­ ционарных условиях промышленных предприятий, где применение преобразователей частоты тока или создание сети трехфазного тока повышенной частоты напряжением до 42 В не вызывает особых за^ труднений.

Основные параметры — мощность, напряжение, частота тока, ча­ стота вращения, потребляемый ток, коэффициент полезного дейст­ вия — должны быть указаны в стандартах или технических условиях на конкретные типы асинхронных трехфазиых электродвигателей.

Краткие данные об электродвигателях с частотой вращения 200 с-1, напряжением 200 В, частотой тока 200 Гц приведены в табл. 30.

30. КРАТКИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

Согласно требованиям государственных стандартов и междуна­ родных правил, номинальное напряжение питающей сети не должно

Отечественная промышленность выпускает ручные машины III класса защиты и источники питания для них на напряжение 36 В.

Однако решающей при случайном соприкосновении с деталями, находящимися под напряжением, является не величина линейного напряжения между проводами, а разность потенциалов между любой фазой и землей. Установлено, что максимально допустимая безопас­ ная разность потенциалов между любым из проводов и землей со­ ставляет 24 В. Так как линейное напряжение в сети больше фазового

45

на величину Уз, то максимально допустимое безопасное напряже­ ние для питания ручных машин III класса защиты соответствует

1!л= V ЗУФ= V 3-24= 42 В.

Таким образом, в качестве максимально допустимого линейного напряжения для ручных машин III класса защиты, выпускаемых в настоящее время, принято напряжение 42 В.

Выпуск электрических машин III класса защиты с номинальным напряжением 42 В позволяет, не снижая безопасности производства работ, обеспечивать повышение коэффициента полезного действия и экономичности машин, а также уменьшение габаритов и массы по сравнению с ранее выпускаемыми ручными машинами повышенной частоты тока.

Одним из основных факторов, определяющих допустимые усло­ вия работы электродвигателя по нагрузке и степени использования всех электрических машин, является его нагрев, который не должен превышать температуры, установленной соответствующими нормами. Пределы допустимых повышений температур частей электродвигате­ лей установлены ГОСТ 183—74. В соответствии с ГОСТ 10085—80 электродвигатели должны изготовляться для одного из следующих номинальных режимов работы: продолжительного — 1 с продолжи­ тельностью включения 100%, повторно-кратковременного — 3 с про­ должительностью включения ПВ 40 и 60 %, перемещающегося — 6 с продолжительностью нагрузки ПН 40 и 60 %.

Электродвигатели ручных машин работают в двух основных ре­ жимах— продолжительном и повторно-кратковременном. Продолжи­ тельным называется такой режим, при котором электродвигатель работает без выключения и температура его обмоток, достигнув пре­ дельно допустимой величины, не повышается за счет охлаждающего наружного воздуха.

Повторно-кратковременным называется такой режим, при кото­ ром работа электродвигателя в течение одного цикла чередуется с остановками продолжительностью не более 10 мин. Повторно-крат­ ковременный режим характеризуется отношением продолжительно­ сти рабочего периода к продолжительности всего рабочего цикла.

Электродвигатель коллекторный однофазный типа КНД с устрой­ ством для подавления помех радиоприему в разрезе показан на рис. 3.

Статор электродвигателя, вмонтированный в пластмассовый кор­ пус, состоит из пакета стальных пластин, в вырезах которого уста­ новлены две катушки электромагнитов; к ним подводится электри­ ческий ток, создавая постоянный магнитный поток. Обмотки катушек электромагнитов статора выполнены из эмалированного обмоточно­ го провода. Ротор электродвигателя состоит из стального пакета, в пазах которого уложена обмотка. Концы обмотки ротора выведены к коллектору. Вал с насаженными на него ротором, коллектором и вентилятором вращается на двух шарикоподшипниках, один из ко­ торых вмонтирован в гнездо задней стенки корпуса, а другой — в гнездо промежуточного алюминиевого щита.

Вентилятор служит для охлаждения электродвигателя в процес­ се работы. Воздух всасывается вентилятором через входные окна, имеющиеся в кожухе, охлаждает обмотку статора электродвигателя и выталкивается через окна промежуточного щита в атмосферу.

Щетки помещены в щеткодержателе и прижимаются к коллек­ тору пружинами. Щеткодержатели имеют алюминиевую направляю-

46

Рис. 3. Электродвигатель коллекторный однофазный типа КНД с устройством для подавления помех радиоприему

щую, опрессоваиную пластмассой. Крышка щеткодержателя изготов­ лена также из пластмассы. Электрический ток подводится к щеткам через два токоведущих провода, подсоединенных к двухполюсному выключателю.

В этом электродвигателе статор, ротор и все другие токоведущне части имеют вторичную защитную электрическую изоляцию от на­ ружных металлических частей. Фильтр подавления радиопомех смон­ тирован на задней стенке корпуса электродвигателя и закрыт кожу­ хом. Электродвигатель включается в сеть посредством токоподводя­ щего двухжильного шнура со штепсельной вилкой.

Электродвигатель асинхронный трехфазный с короткозамкнутым ротором в разрезе показан на рис. 4.

Статор электродвигателя состоит из пакета листов электротех­ нической стали, в пазах которого уложена трехфазная обмотка. Три провода обмотки статора выведены в пазы корпуса для последую­ щего подсоединения к переключателю.

Ротор электродвигателя состоит из пакета стали с обмоткой нз алюминиевых стержней, проходящих в его пазах и замыкающихся на концах в кольцах. Так как обмотка ротора замыкается накоротко, электродвигатель называется короткозамкнутым. Ротор насажен на вал вместе с вентилятором, служащим для охлаждения электродви­ гателя в процессе работы. Вал вращается на двух шарикоподшип­ никах, один из которых установлен в корпусе двигателя, а другой — в промежуточном щите. Воздух, всасываемый вентилятором через входные окна, находящиеся в корпусе, охлаждает обмотку статора и выталкивается через окна промежуточного щита в атмосферу.

Обмотки статора имеют шесть концов и могут быть соединены между собой по установленной схеме звездой или треугольником. Соединение концов обмотки статора выбирают в зависимости от на­ пряжения в электрической сети, к которой будет подключаться элект-

47

Рис. 4. Электродвигатель асинхронный трехфазный с короткозамкпутым рото­ ром

I — вал; 2 — промежуточный щит; 3 — вентилятор; 4 — ротор электродвигате­ ля; 5 — корпус электродвигателя; 6, 8 —■шарикоподшипники; 7 — статор

родвигатель. Обычно короткозамкнутые асинхронные трехфазные электродвигатели подключаются в электрическую сеть напряжением 220 или 380 В.

Если электродвигатель будет работать от электрической сети напряжением 220 В, выходные концы обмоток статора соединяются треугольником, а при работе от сети напряжением 380 В — звездой. Подвод электрического тока к электродвигателю производится четы­ рехжильным кабелем, одна кз жил которого служит для заземления.

3. Преобразователи частоты электрического тока

Для работы ручных машин с асинхронными трехфазными элект­ родвигателями класса III необходим электрический ток повышенной частоты 200 Гц, напряжением не выше 42 В. Устройства, преобразу­ ющие электрический ток нормальной частоты в переменный трехфаз­ ный ток повышенной частоты, называются преобразователями часто­ ты электрического тока. Они преобразуют переменный трехфазный ток нормальной частоты 50 Гц напряжением 380/220 В в переменный трехфазный ток повышенной частоты 200 Гц напряжением не свыше 42 В. Преобразователь частоты тока ИЭ-9401А в разрезе показан на рис. 5.

Преобразователь частоты тока состоит из двухполюсного асин­ хронного двигателя с короткозамкнутым ротором и шестиполюсного асинхронного генератора с фазным ротором. На станине, имеющей в основании отверстия для крепления, монтируются статор двигателя и статор генератора, которые закрываются передним и задним щи­ тами. Щиты стянуты между собой тремя шпильками. В щитах уста­ новлены шарикоподшипники, являющиеся опорой вала, на котором

48

31. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

мым между статорами. ^Перед включением преобразователя частоты

тока в сеть необходимо подсоединить провод заземления к клемме на станине преобразователя, йроверить соответствие напряжения, на

которое включен преобразователь. При напряжении 380 В соедини­ тельные планки в клеммной коробке должны быть надеты на три нижние клеммы. При напряжении 220 В верхние клеммы попарно соединяются с нижними.

Выпускаются три типа преобразователей частоты тока, техниче­ ские характеристики которых приведены в табл. 31.

4. Защитно-отключающие устройства

Временно продолжающийся выпуск некоторых ручных машин I класса защиты с асинхронными электродвигателями трехфазного тока напряжением 220 В требует обязательного применения защит- но-отключающих устройств, которые входят в комплект поставки этих машин.

Защитно-отключающие устройства предназначены для защиты работающих от поражения электрическим током в случае пробоя то­ ка на корпус ручной машины.

Устройство представляет собой переносной пусковой аппарат, со­ стоящий из элементов автоматической защиты, и группы предохра­ нителей, смонтированных в одном алюминиевом корпусе. На корпусе защитно-отключающего устройства расположены кнопки «Стоп», «Пуск», «Контроль» и линза сигнальной лампы.

50