Файл: Комаров, А. Ф. Наладка и эксплуатация электрооборудования металлорежущих станков.pdf

АППАРАТЫ И УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ, ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

Для управления электроприводами металлорежущих стан­ ков используют электрические аппараты различных кон­ струкций и принципов действия. При ручном управлении применяют простейшие аппараты — выключатели и пе­ реключатели, пусковые и регулирующие реостаты. При автоматическом управлении — релейно-контактную аппа­ ратуру, контакторы, магнитные пускатели, конечные и путевые выключатели, различные реле (промежуточные, токовые, контроля скорости, времени и др.).

В автоматизированных станках применяют различ­ ные датчики. Схемы автоматики в настоящее время строят на бесконтактных приборах и элементах. Высшая сту­ пень автоматизации — программное управление металло­ режущими станками — основана на применении спе­ циальных устройств для записи, считывания и обра­ ботки сигналов программы.

1. Предохранители

Простейшими аппаратами, обеспечивающими защиту элек­ трических цепей и электродвигателей от короткого замы­ кания, являются предохранители с плавкой вставкой. Принцип работы предохранителей с плавкой вставкой основан на тепловом действии электрического тока, про­ текающего по проводнику.

Из основ электротехники известно, что количество тепла, выделяющегося в проводнике, прямо пропор­ ционально квадрату тока, протекающего по проводнику, и сопротивлению проводника. Таким образом, если в опре­ деленном месте электрической цепи поставить проводник меньшего сечения, то при увеличении тока этот проводник, называемый плавкой вставкой, будет нагреваться силь­ нее, чем другие участки цепи, и при некотором значении тока расплавится и прервет цепь. Очевидно, что чем

76

больше ток, протекающий по цепи, тем быстрее перегорит

плавкая вставка.

Для защиты электрооборудования металлорежущих станков широко применяют пробочные предохранители ПРС, ПЦУ-4 и трубчатые ПР-2. Конструкция предохра­ нителей ПРС приведена на рис. 41. Плавкая вставка пре­ дохранителя 4 помещена в фарфоровый корпус 3, запол­ ненный внутри кварцевым песком. Один конец защища­ емой цепи подводится к винту 7, соединенному через металлическую гильзу 5 с контактом съемной головки 2, а другой конец цепи через винт 8 связан с контактным винтом 6. Предохранитель имеет индикатор «перегора­ ния» глазок 1. При срабатывании плавкой вставки осво­ бождается специальная пружина и выбрасывает глазок. Предохранитель перезаряжают путем замены старого фарфорового цилиндра новым.

Основной характеристикой предохранителя является его ампер-секундная характеристика, т. е. зависимость времени срабатывания плавкой вставки от кратности тока нагрузки по отношению к номинальному току плавкой

вставки /ср = / (Z11)- Так как ток срабатывания предо­

хранителя зависит от многих факторов (температуры окружающей среды, состояния контактных соединений плавкой вставки и т. д.), то характеристика имеет вид заштрихованной полосы, называемой зоной разброса (рис. 42). Для надежной защиты электрооборудования

77

от токов короткого замыкания необходимо, чтобы защит­ ная характеристика предохранителя располагалась не­ сколько ниже защитной характеристики оборудования.

Промышленность выпускает разнообразные плавкие вставки к предохранителям. На рабочем месте электро­ монтера или наладчика должен быть необходимый ком­ плект калиброванных плавких вставок. При их отсутствии можно выбрать плавкую вставку по следующей методике. Определяют номинальный ток плавкой вставки по прин­ ципиальной схеме или путем расчета:

а) для отдельного асинхронного короткозамкнутого

при легком пуске к = 5, а при частых включениях и тя­

и номинальными токами для двигателя с наибольшей мощностью.

Если возможен одновременный запуск нескольких двигателей, то в формулу подставляют сумму величин пусковых токов. Номинальный ток плавкой вставки при­ нимается равным наибольшему значению, определенному

78

После определения номинального тока плавкой вставки, пользуясь табл. 11, выбирают сечение медной проволоки.

Следует помнить, что такими плавкими вставками можно пользоваться непродолжительное время. При пер­ вой возможности необходимо заменять их на стандартные.

2. Пакетные выключатели и переключатели

Пакетные выключатели и переключатели предназначены для нечастых выключений (до 50 в час). В схемах металло­ режущих станков их используют для пуска и реверса двигателей, переключения схемы соединений обмоток двигателя со звезды на треугольник, а также для пере­ ключений в цепях управления.

В стайках наиболее широко распространен пакетный выключатель ПВ (рис. 43). Основными частями пакетного выключателя являются пакеты 3, внутри которых распо­ ложены контакты (неподвижный 1 и подвижный 2) и ме­ ханизм, приводимый во вращение через ось 4. Неподвиж­ ный контакт выполнен из латуни. Подвижный контакт насажен на квадратный вал и может вращаться. Губки подвижного контакта упруги, за счет чего создается необ­ ходимое нажатие контактов.

Включение пакетного выключателя осуществляется с помощью приводного механизма, при повороте рукоятки которого заводится пружина, позволяющая произвести необходимое переключение. Конструкция пакетного пе­ реключателя отличается от конструкции пакетного выклю­ чателя расположением неподвижных контактов и формой подвижных контактов. Недостатком пакетных выключа­ телей ПВ является незначительный срок службы из-за малой износоустойчивости контактов и механизма. По­ этому используют в основном пакетно-кулачковые вы­ ключатели ПКВ (рис. 44). Основным элементом выклю­ чателей этого типа являются кулачки, имеющие различ­ ную конфигурацию в зависимости от электрической схемы выключателя. При повороте рукоятки переключателя кулачок 5 поворачивается, ролик 4 под действием пру­ жины 3 перемещается вниз, и контактный мост 2 замыкает неподвижные контакты 1. Во включенном положении необходимое нажатие контактов создается пружиной 3. Высокая, по сравнению с переключателем ПВ, износо­ стойкость выключателя ПКВ достигнута за счет приме-

79

нения металлокерамических контактов и надежного при­ водного механизма с фиксатором положения.

Ввиду простоты конструкций пакетные выключатели

ипереключатели не требуют какой-либо наладки. Ремонт пакетных выключателей сводится к замене износившихся частей новыми и зачистке контактов для удаления окислов

инагара. После ремонта необходимо убедиться в надеж­ ности контактных соединений и правильности собранной схемы.

3. Автоматические выключатели

Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для защиты электрооборудования от перегрузок и корот­ ких замыканий, а также для не слишком частых комму­ таций электрических цепей. Автоматы обладают большой универсальностью, так как в зависимости от исполнения могут выполнять функции рубильников, выключателей, тепловых реле, реле максимального тока и минимального напряжения.

На металлорежущих • станках, установлены автоматы нескольких типов. Из них наиболее широко применяются автоматы А-3100, АК-63, ACT, АЕ-2000 и А-63. Конструк­ ции автоматов различны, но в каждом из них имеются общие узлы: контактная система, дугогасительные камеры, механизм привода, механизм свободного расцепления и элементы защиты — расцепители.

80

Контактная система является наиболее ответственной частью автомата. Она состоит из подвижных и неподвиж­ ных контактов, изготовленных на основе серебра. Такие контакты не свариваются при коротких замыканиях и надежно работают даже при отсутствии эксплуатационного ухода за ними. При номинальных токах до 200 А автоматы имеют одну пару контактов на полюс, а при больших токах — двухступенчатый контакт типа перекатываю­ щегося моста или пару главных и дугогасительных кон­ тактов. Дугогасительная камера обеспечивает надежное гашение дуги, возникающей при отключении короткого замыкания. Все автоматы, указанные выше, имеют руч­ ной привод; их включают рукояткой или кнопкой. С по­ мощью механизма свободного расцепления обеспечивается мгновенное замыкание и размыкание контактов со ско­ ростью, не зависящей от скорости движения рукоятки или кнопки.

Принцип работы механизма свободного расцепления заключается в следующем. При нормальном режиме работы автомата рычаги 3 и 4 занимают положение, ука­ занное на рис. 45. При чрезмерных перегрузках или то­ ках короткого замыкания толкатель 5 электромагнита или теплового реле ударяет по шарниру А и звено, со­ стоящее из рычагов 3 и 4, «ломается». Контакты 1 через рычаг 2 размыкаются, хотя ручка автомата 6 удерживается во включенном положении (рис. 45, б). При отключении автомата система рычагов занимает положение, указан­ ное на рис. 45, в и возвращает толкатель 5 в исходное положение.

В автоматы встраивают различные расцепители: тепло­ вые для защиты от перегрузок, электромагнитные для защиты от токов короткого замыкания и комбинирован-

Рис. 45. Механизм свободного расцепления автомата

81