Электроприводы обкаточных стендов и пильных рам

Электроприводы обкаточных стендов. В сельском хозяйстве используют большой парк автотракторной и комбайновой техники, приводимой в действие двигателями внутреннего сгорания (ДВС), которые после капитального ремонта для обеспечения их дальнейшей работоспособности должны подвергаться обкатке и приемосдаточным испытаниям. Для этого предназначены специаль;

Рис. 2.43. Обкаточный стенд:

а— вил спереди; б— вид сбоку; / — основание; 2—несущие стойки; 3 — электродвигатель; 4— устройство измерения нагрузки; 5—тахогенератор; б—соединительный шарнирный вал; 7— весовой механизм; 8, 9— шарнир и рычаг весового механизма ные электростенды, которые обеспечивают необходимые режимы холодной и горячей обкатки ДВС после ремонта. Например, обкаточные электростенды типа СТЭ комплектуют асинхронными электродвигателями с фазным ротором мощностью от 4,5 до 250 кВт и синхронной частотой вращения 750, 1000 и 1500 об/мин (рис. 2.43).

Для измерения усилия от электродвигателя, обусловленного его загрузкой, применяют балансировочную систему, то есть корпус электродвигателя 3 смонтирован на двух стойках 2 с шарикоподшипниками, на которых он свободно может поворачиваться. Стойки устанавливают на основании 1. Корпус рычагом 9 соединен с весовым механизмом 7. Сила, с которой действует сбалансированный статор электродвигателя на весовой механизм, обусловлена моментом, развиваемым электродвигателем, и расстоянием / от оси электродвигателя до точки приложения этой силы. Угловую скорость измеряют прибором, подключенным к тахогенератору 5.

После изготовления или ремонта тепловой двигатель подвергают холодной обкатке. В этом случае ДВС приводят в движение электродвигателем стенда. Затем ДВС подвергают горячей обкатке, когда тепловой двигатель заведен и нагружен электрической машиной (двигателем), работающей в режиме генератора (тормоза), отдающего электрическую энергию в электрическую сеть. Холодную обкатку проводят для приработки коренных подшипников и других трущихся пар теплового двигателя; горячую — для определения развиваемой тепловым двигателем мощности и удельного расхода топлива.

Выпускаемые промышленностью стенды СТЭ комплектуют жидкостными реостатами, которые выполнены в виде металлической изолированной емкости, наполненной трехпроцентным раствором кальцинированной соды. В верхней части емкости установлен вал, на котором изолированно от емкости закреплены три металлические электродные пластины секторообразной формы. Вал с пластинами поворачивается при помощи исполнительного механизма, состоящего из электродвигателя и редуктора.

При холодной обкатке ДВС электродвигатель с фазным ротором вращает тепловой двигатель с постепенно нарастающей частотой вращения, так как исполнительный механизм постепенно погружает электроды реостата в токопроводящую жидкость и сопротивление цепи ротора асинхронного двигателя уменьшается (рис. 2.44). При этом электроэнергия потребляется из сети, и поток энергии направлен от электродвигателя к тепловому двигателю. Момент М_тс, действующий со стороны теплового двигателя, тормозной. Процесс холодной обкатки обычно длится 1… 1,5 ч. В этом режиме электродвигатель загружен примерно на 20…30% его номинальной мощности.

Если подать топливо, а для карбюраторных ДВС и зажигание, то тепловой двигатель заведется, частота вращения приводного электродвигателя превысит синхронную и он перейдет в режим генераторного торможения. В этом случае электродвигатель как электрическая машина работает асинхронным генератором параллельно с электрической сетью, отдавая в нее активную мощность. То есть происходит рекуперация (преобразование) энергии ДВС в электрическую. При горячей обкатке поток энергии направлен от ДВС к электрической машине, работающей в режиме генератора. Момент Л/_хд, действующий со стороны теплового двигателя, дви-

Рис. 2.44. Механические характеристики электропривода стенда по обкатке ДВС.

гательный. В генераторном режиме, соответствующем горячей обкатке, в противоположность двигательному режиму для увеличения частоты вращения сопротивление жидкостного реостата надо увеличивать, то есть электродные пластины реостата надо выводить из жидкости. Это достигается реверсом исполнительного механизма. Горячая обкатка ДВС завершается при частоте вращения, превышающей синхронную электродвигателя в 1,5…2 раза. Из-за потерь мощности в жидкостном реостате и повышенных механических потерях в режиме горячей обкатки при номинальной нагрузке электрической машины (генератора) ДВС можно использовать с перегрузкой до 20%.

На рисунке 2.45 приведена типовая электрическая схема управления обкаточно-тормозным стендом.

Для привода вала поворота электродов жидкостного реостата используют исполнительный механизм типа ИМ-2/120 с однофазным конденсаторным электродвигателем М3 мощностью 26 Вт на напряжение 220 В. В исходном положении электродные пластины реостата находятся в верхнем положении. При этом толкатель путевого выключателя SQ1 находится под нажимным упором и его замыкающие контакты SQ1.1 замкнуты, а размыкающие SQ1.2— разомкнуты. Сигнальная лампа HL1 сигнализирует о наличии напряжения в цепи управления, a HL2 — о том, что.

Рис. 2.45. Электрическая схема обкаточно-тормозного стенда:

Ml — двигатель с фазным ротором главного привода; М2—двигатель насоса перемешивания жидкости жидкостного реостата /?; М3—двигатель исполнительного механизма привода вала электродов жидкостного реостата; BG — тахогенератор с указателем частоты вращения п

пластины жидкостного реостата подняты и его сопротивление наибольшее.

Для включения стенда на холодную обкатку включают автоматический выключатель QF, нажимают кнопку SB1, магнитный пускатель КМ включает электродвигатели стенда Ml, М2 и своими блокировочными контактами КМ:2 становится на самопитание, а другими КМ:4 подготавливает цепь для включения электродвигателя исполнительного механизма М3. Загорается сигнальная лампа HL3.

Нажатием кнопки SB4 создают цепь тока через обмотки электродвигателя М3 исполнительного механизма, который включается на опускание в жидкость электродных пластин реостата. При этом нажимной упор отходит от конечного выключателя SQ1, замыкающие контакты SQL 1 которого размыкаются, а размыкающие SQ1.2 замыкаются. Лампа HL2 гаснет. Сопротивление жидкостного реостата начинает медленно уменьшаться, а частота вращения электродвигателя Ml — увеличиваться. Как только частота вращения электродвигателя достигнет требуемого значения, соответствующего первой ступени обкатки, кнопку SB4 отпускают, сопротивление реостата прекращает изменяться и начинается обкатка ДВС на первой ступени частоты вращения. Для перехода на вторую ступень снова нажимают кнопку SB4 и, достигнув следующей требуемой частоты вращения, отпускают ее. Переходя на последнюю ступень обкатки, снова нажимают кнопку SB4 и не отпускают до тех пор, пока упор исполнительного механизма не подействует на толкатель конечного выключателя SQ2. При этом отключится электродвигатель М3 исполнительного механизма. На последней ступени холодной обкатки работа электродвигателя Ml происходит на механической характеристике, близкой к естественной (рис. 2.44).

После окончания холодной обкатки нажимают кнопку SB3, включается вторая обмотка электродвигателя^{исполнительного} механизма, который начнет вращать вал электродных пластин жидкостного реостата в обратную сторону, то есть на подъем электродных пластин. Когда электродные пластины будут подняты в верхнее исходное положение, упор исполнительного механизма воздействует на конечный выключатель SQ1, замыкающие контакты которого замкнутся, а размыкающие разомкнутся. Включится сигнальная лампа HL2, электродвигатель М3 исполнительного механизма отключится.

Если необходимо провести горячую обкатку ДВС, то при опущенных пластинах жидкостного реостата R обеспечивают подачей топлива работу ДВС. При этом электродвигатель Ml стенда перейдет в режим генераторного торможения (рис. 2.44). Увеличением подачи топлива в ДВС обеспечивают тепловому двигателю необходимую нагрузку на первой ступени режима горячей обкатки. Для перехода на следующую ступень частоты вращения нажимают Рис. 2.46. Кинематическая схема электропривода пильной рамы:

/ — электродвигатель привода; 2—кривошип; 3— приводной шкив; 4 — механизм подачи бревна; 5—пильная рама; 6— пила; 7—шатун; 8— бревно распиловки; 9— маховик кнопку SB3, пластины реостата начинают подниматься, сопротивление реостата R увеличивается и частота вращения возрастает. Добившись необходимой частоты вращения, отпускают кнопку SB3, и начинается горячая обкатка на второй ступени и т. д. После окончания горячей обкатки выключают тепловой двигатель, а затем кнопкой SB2 отключают электродвигатель М3 с возвращением пластин реостата в исходное положение.

Электроприводы пильных рам. Аналогичные приводные особенности, как и электропривод обкаточно-тормозных стендов ДВС, имеет электропривод лесопильных рам, в состав механической части которых также входит кривошипно-шатунный механизм, преобразующий вращательное движение вала приводного электродвигателя в возвратно-поступательное движение пильной рамы (рис. 2.46).

Лесопильная рама — основной агрегат для производительной распиловки бревен на доски и брусья. В сельском хозяйстве наибольшее распространение получили пилорамы производительностью 2,5…8,2 м³ /ч с электродвигателями мощностью 22…55 кВт. Наибольший диаметр распиливаемых бревен 350…520 мм, количество пил пильной рамы 8… 12, частота вращения кривошипа пильной рамы около 250 об/мин.

Электродвигатель 1 при помощи ременной передачи приводит в движение кривошипно-шатунный механизм 2 и 7. Верхний конец шатуна шарнирно соединен с пильной рамой 5, сообщает последней вертикальное поступательно-возвратное движение с вертикально закрепленными на ней пилами 6. Ход рамы вниз — рабочий. Маховик 9 служит для обеспечения равномерности движения и преодоления пильной рамой точек в верхнем и нижнем положениях. Для облегчения пуска электродвигатель пилорамы запускают без нагрузки при верхнем положении шатуна и рамы. Такое положение шатуна и рамы обеспечивают вручную с помощью рычажного механизма.