Приводы автоматов

В зависимости от назначения в любую установку могут входить несколько механизмов, выполняющих различные операции технологического процесса. Любой механизм состоит из рабочего органа и привода. Привод включает в себя двигатель и передачу.

Тип привода (гидравлический, пневматический, электрический или их сочетание) выбирают с учетом назначения и условий работы каждого механизма в отдельности и всей установки в целом. Обоснованием принимаемого решения может служить: необходимость обеспечения требуемого быстродействия; наличие на предприятии достаточных по мощности источников энергии и механизмов для ее использования;.

Кроме того, следует учитывать и трудности, связанные с монтажом, демонтажем и эксплуатацией линий передач энер­гии и самих установок.

Например, предпочтение примене­нию пневмоустановок зачастую диктуется наличием на пред­приятии развитой системы воздухопроводов, облегчающих подачу к механизмам сжатого воздуха, являющегося рабо­чей средой. Энергия рабочей среды преобразуется в механи­ческую энергию движения рабочих органов машины с помо­щью поршневых исполнительных устройств, роторных уст­ройств и устройств с упругими элементами.

Находит применение пневмопривод и в конструкциях промыш­ленных роботов грузоподъемностью до 20 кгс. Среди положитель­ных свойств пневмоприводов, используемых для этих целей, отме­чают: достаточное быстродействие, простота конструкции пневмоцилиндров и поворотных пневмодвигателей, возможность реа­лизации движений без применения сложных механических пере­дач и надежность в достаточно широком диапазоне температур

В вагоноремонтном производстве для привода различны» механизмов наиболее часто используют пневмоцилиндры, с по­мощью которых обеспечивается возвратно-поступательное или вращательное движение рабочего органа.

Одно из положительных качеств пневмопривода в том, что не нужны возвратные трубопроводы (отработанный воздух сбрасывается в атмосферу). Требования к его герметичности так­же не столь жестки, как в гидросистемах. Пневмоустройства при­менимы для работы во взрывоопасных, пожароопасных, запыленных средах, па них практически не влияют магнитные поля, три перегрузках они останавливаются без поломок. Накопление энергии обеспечивается установкой простых емкостей.

При этом приходится мириться с невысоким КПД силовой системы, не превышающим 30%, и невысокой скоростью пе­редачи сигнала управления (до 360 м/с). К недостаткам пнев­мопривода следует отнести также и наличие ударов в конце хода, трудно обеспечиваемые плавность перемещений и точ­ность остановки в любом положении. Их устранение требует применения специальных устройств (демпферов и др.).

Гидроприводы той же мощности могут иметь меньшие га­бариты по сравнению с пневмоприводами, благодаря исполь­зованию более высоких давлений рабочей среды (жидкости). Они обладают достаточно высокой и легко регулируемой плав­ностью перемещений и точностью остановки. У них отсутствуют удары в конце рабочего хода. Гидроприводы более экономич­ны (КПД до 70%), подобно пневмоприводам останавливают­ся без поломок в случае перегрузок. При использовании него­рючих жидкостей гидроприводы могут работать во взрыво­опасных средах, на их работоспособность не влияют магнит­ные поля. Скорость передачи управляющего сигнала в гид­росистеме достигает 1000 м/с.

Гидропривод применяют в конструкциях промышлен­ных роботов большой грузоподъемности (до 1000 кгс). В соче­тании с различными конструкциями механических передач в ПР его используют в виде гидроцилиндров с поступательным дви­жением штока, поворотных гидродвигателей и гидромоторов

Широкое распространение в производстве получил элект­ромеханическийпривод. В качестве преобразователей элект­рической энергии в механическую чаще используют электри­ческие машины. Наиболее прои надежен электромехани­ческий привод, выполненный на базе асинхронного двигате­ля (АД).

К недостаткам АД следует отнести незначительное превы­шение пускового момента Мп над номинальным Ми ПН= = 1...2) и трудности в регулировании частоты вращения.

Чтобы плавно изменить частоту вращения рабочего меха­низма, можно использовать электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением, имеющие жесткую механичес­кую характеристику (частота вращения мало меняется с увели­чением нагрузки). Частоту вращения вала этих двигателей из­меняют или за счет уровня питающего напряжения или ослаб­лением поля (уменьшением магнитного потока). Двигатели по­стоянного тока специального изготовления (с плоскими и глад­кими роторами, с постоянными магнитами и др.) применяют в конструкциях ПР. Для их питания устанавливают транзистор­ные и тиристорные преобразователи питающего напряжения.

 

В исполнительных устройствах автоматов достаточно часто используется электромагнитный привод, выполненный на основе электромагнита постоянного тока. Широкое применение механизмов с электроприводами на про­изводстве объясняется и наличием на каждом предприятии разви­той электросети. Кроме того, следует учитывать, что электропри­вод обладает более высоким КПД (до 90%) по сравнению с пневмо- и гидроприводами. К тому же в электросетях меньшие потери энергии при передаче, они характеризуются высокой скоростью передачи сигнала управления (порядка 300000 км/с). Последнее делает предпочтительным использование электрических схем уп­равления для пневмо- и гидроприводов.