Материал: Муфта с крутящим моментом

Муфта с крутящим моментом

ВВЕДЕНИЕ

Определение «трубопроводная арматура» - означает устройство, предназначенное для управления потоками рабочих сред. Управление осуществляется путем изменения проходного сечения. Трубопроводная арматура устанавливается на трубопроводах, агрегатах и сосудах. В действие трубопроводная арматура приводится вручную или с помощью дополнительных деталей (электропривод).

В зависимости от назначения различают, различны виды трубопроводной арматуры (смесительная, защитная запорная арматура <#"867848.files/image001.gif"> не превышает 10 мин. Повторно-кратковременный режим характеризуют потребной мощностью и относительной продолжительностью включения .

Для повторно-кратковременного режима изготовляют особые электродвигатели, рассчитанные на определенную номинальную мощность и стандартную относительную продолжительность включения ПВ=15, 25, 40 и 60%.

Периодический повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов - последовательность идентичных режимов работы, каждый из которых включает время пуска, время работы при неизменной нагрузке, за которое электродвигатель не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое он не охлаждается до температуры окружающей среды.

Периодический повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением - режим, включающий в себя те же элементы, что и с дополнительным периодом быстрого электрического торможения.

Перемежающийся режим работы - последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с постоянной нагрузкой и время работы на холостом ходу, причём длительность этих периодов такова, что температура электродвигателя не достигает установившегося значения.

Периодический перемежающийся режим с периодически изменяющейся частотой вращения - последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает достаточное время пуска, время работы с постоянной нагрузкой и быстрое электрическое торможение.

Периодический перемежающийся режим с периодически изменяющейся частотой вращения - это последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время разгона, работу с неизменной нагрузкой и частотой вращения, электрическое торможение, работу при другой частоте вращения и нагрузке, электрическое торможение и т. д.

Возможность использования асинхронных двигателей в тех или иных режимах определяется техническими условиями на двигатели и указывается в каталогах.

Электропривода со встроенной моментной муфтой рассчитан для работы в повторно-кратковременном режиме с продолжительностью включения ПВ- 25%.

В данной принципиальной схеме задействованы следующие элементы автоматики: микровыключатели моментной муфты (для остановки задвижки при достижении крайних положений), путевые выключатели ( для определения положения задвижки).

5. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА СО ВСТРОЕННОЙ МОМЕНТНОЙ МУФТОЙ

Основными элементами принципиальной электрической схемы являются: автоматический выключатель, кнопки “Стоп”, ”Закрыто“, ”Открыто“, путевые выключатели, микровыключатели моментной муфты, ключ, магнитные пускатели, двигатель, реле тока, промежуточные реле, реле напряжения, лампы сигнальные.

Принцип действия принципиальной электрической схемы следующий: напряжение подается при включении автоматического выключателяQF. Чтобы задвижка начала открываться нужно: нажать кнопкуSB2”Открыто“, которая находится непосредственно возле задвижки или на ТЩУ с помощью избирателя выбрать данную задвижку и общим ключом дать сигнал на промежуточные релеKL1, контакты которого находятся в цепи открытия или в случаи технологической необходимости задвижка пойдет автоматически на открытие от контакта приборов находящегося в цепи управления (контакт защиты и блокировки) и от блокировки из схемы питательного электронасоса в случаи его включения.

После одного из перечисленных выше действий напряжение подается на магнитный пускатель КМ1(через замкнутый контакт микровыключателя моментной муфтыSQ4, магнитного пускателя КМ2 и промежуточного релеKL2). Пускатель срабатывает и (размыкает свои контакты в цепи пускателя КМ2и в цепи сигнализации) замыкает свои контакты в цепи мигания (лампочкаEL2 начинает мигать); шунтирует кнопкуSB2”Открыто“ и контакт релеKL1(поэтому кнопку или ключ держать замкнутым постоянно не нужно); силовой цепи двигателя М (двигатель начинает вращаться и задвижка идет на открытие).

Процесс открытия (закрытия) может прерваться в следующих случаях: выбило или разобрали автоматический выключательQF (полное обесточивание схемы); зажата кнопкаSB1“Стоп” (обесточивание схемы управления); заклинивание или тугой ход задвижки при этом механически рвется замкнутый контакт микровыключателя моментной муфты SQ4, SQ5 (обесточивание цепи открытия или закрытия);при отработке релеKL2,KL3(реле “Стоп”)(обесточивание цепи открытия или закрытия);сработало реле тока КА, при превышении тока уставки в силовой цепи (обесточивается только цепь закрытия) при этом двигатель отключается только когда задвижка идет на закрытие; при достижении запорной арматуры крайних положений механически размыкается контакты микровыключателей моментной муфты SQ1, SQ2,SQ3 (обесточивается цепи открытия или закрытия).

Чтобы задвижка начала закрываться нужно, выполнить те же действия что были сделаны для запуска задвижки на открытие: кнопкаSB3 ”Закрыто,которая находится непосредственно возле задвижки или на ТЩУ с помощью избирателя выбрать данную задвижку и общим ключом дать сигнал на промежуточные релеKL4, контакты которого находятся в цепи открытия или в случаи технологической необходимости задвижка пойдет автоматически на закрытие от контакта приборов находящегося в цепи управления (контакт защиты и блокировки) и от блокировки из схемы питательного электронасоса в случаи его отключения.

После этого напряжение подается на пускатель КМ2(через замкнутые контакты КМ1, моментной муфты SQ5 и промежуточного релеKL2). Пускатель КМ2 срабатывает и (размыкает свои контакты в цепи КМ2 и сигнализации) замыкает свои контакты в: цепи мигания (мигает лампочка EL1); шунтирует кнопку SB3 ”Закрыто“ и контакт реле KL1; силовой цепи (двигатель М начинает вращаться и задвижка идет на закрытие).

После остановки задвижки на ТЩУ лампочки перестают мигать, и горит только одна из двух ламп (при закрытой задвижке EL1, при открытой EL2).

6. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА СО ВСТРОЕННОЙ МОМЕНТНОЙ МУФТОЙ

Значение правильного расчета мощности электродвигателя велико, так как от этого в значительной степени зависят технические и экономические показатели работы электропривода.

При установке электродвигателя завышенной мощности увеличивается капитальные затраты, снижаются к.п.д. двигателя, коэффициент мощности, увеличивается непроизводительная нагрузка электрической сети.

Недостаточная мощность электродвигателя является причиной понижения производительности рабочей машины, а систематическая перегрузка электродвигателя ведет к преждевременному выходу его из строя и даже несет возможность аварии.

Мощность главного двигателя электропривода с двухсторонней муфтой рассчитывается по формуле:

                                                                                         (1)

где Q - производительность, л/мин;

p - давление жидкости , атм;

n - КПД передачи

После определения расчетной мощности необходимо учесть тепловую перегрузку, которая может иметь место при работе с двигателем.

С учетом тепловой перегрузки, расчетная мощность данного двигателя равна 2,78 кВт.

Далее выбираем по справочной литературе мощность двигателя с тем учетом, что она должна быть больше или равной расчетной мощности.

Выбранный двигатель:

Тип: 4А90L2У3

Рном: 3

n, об/мин : 2840,%: 84,5f: 0,88: 2,2: 2,0

Mmin: 1,2

In: 6,5

7. ПОСТРОЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА СО ВСТРОЕННОЙ МОМЕНТНОЙ МУФТОЙ

Механической характеристикой называется зависимость частоты вращения ротора двигателя или скольжения от момента, развиваемого двигателем при установившемся режиме работы.

Механическая характеристика является одной из важнейших характеристик двигателя. При выборе двигателя к производственному механизму из множества двигателей с различными механическими характеристиками выбирают тот, механическая характеристика которого удовлетворяет требованиям механизма. Рассчитаем механическую характеристику выбранного в пункте 6 двигателя.

Определим номинальный момент Мн, кгм

                                                                                        (2)

где Рн-номинальная мощность, кВт;

nн - номинальная частота вращения двигателя, об/мин

Определим номинальное скольжение

,                      (3)

где nс- частота вращения поля статора, об/мин;

nр - частота вращения ротора, об/мин

Исходя из соотношения, находим:

                            (4)

Определим критическое скольжение

                     (5)

По формуле Клосса

                         (6)

определим моменты нагрузки двигателя для различных точек скольжения S.

По полученным данным строим механическую характеристику, представленную в приложении.

По результатам расчетов должно выполнится условиеМн>Мmin.

Проверяем двигатель на запуск, если это условие не выполняется, проверяем его по отношению

                     (7)

Условие выполнено, отсюда следует что двигатель выбран правильно.

8. ПОСТРОЕНИЕ НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАМЫ ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА СО ВСТРОЕННОЙ МОМЕНТНОЙ МУФТОЙ

Нагрузочная диаграмма главного двигателя строится для наглядности за его загрузкой по каждой операции.

Определим мощность холостого хода двигателя Рхх, КВт

                 (8)

Перед загрузкой двигателя в работу на операцию имеет место пауза в работе в течении трех секунд. В этом случае двигателя работает на холостом ходу при мощности холостого хода равной 0,1668 кВт.

Затем он загружается на операцию ( с мощностью равной 3 кВт. При этом запорная арматура либо открывается, либо закрывается.

После выполнения работы следует пауза трех секунд, затем отключается двигатель.

Данные из личных наблюдений за работой электроприводасо встроенной моментной муфтой.

9. РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ В ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ

.1 Расчет и выбор магнитных пускателей

Магнитный пускатель - силовой электротехнический аппарат, посредством которого осуществляется дистанционное включение и отключение силовых цепей двигателя. Магнитные пускатели бывают реверсивные и нереверсивные. Реверсивные запускают в работу реверсивные двигатели, нереверсивные - нереверсивные двигатели.

Различают величин пускателей:

- величины - запускает в работу двигатели до 1 кВт;

I - величины - запускает в работу двигатели до 4 кВт;

II - величины - запускает в работу двигатели до 10 кВт;

III - величины - запускает в работу двигатели до 17 кВт;

IV - величины - запускает в работу двигатели до 30 кВт;

V- величины - запускает в работу двигатели до 55 кВт;

VI - величины - запускает в работу двигатели до 75 кВт;

VII - величины - запускает в работу двигатели выше 75 кВт.

Магнитные пускатели КМ1, КМ2 в схеме электропривода со встроенной моментной муфтой включают дистанционно двигатель мощностью 3кВт.

В “Справочнике по электроснабжению и электрооборудованию ”выбираем пускатель по условию .

Выбранный магнитный пускатель:

тип - ПМЕ - 123(реверсивный);

величина -I;

предельная мощность двигателя, кВт, при напряжении 380В - 4 ток катушки, А, при напряжении 220В - 0,104.

9.2 Расчет и выбор реле тока, промежуточных реле, реле напряжения