Электромагнитные устройства и элементы защиты

К аппаратуре автоматического управления станками с ЧПУ относятся электромагниты управления, электромагнитные муфты, промежуточные реле, элементы защиты, предназначенные для работы в стационарных установках (в шкафах, нишах станков и др.). Электромагниты управления применяют для управления гидравлическими или пневматическими механизмами (золотники, распределители, гидропанели) дистанционного включения фрикционных и кулачковых муфт, а также в схемах механического торможения электродвигателей. В станках с ЧПУ применяют электромагниты как тянущие, так и толкающие переменного и постоянного тока серий МТ, МИС и ЭД.

Электромагниты серии МТ однофазные переменного тока толкающие короткоходовые (табл. 14) предназначены для дистанционного управления перемещением элементов гидравлических, пневматических и других механизмов, установленных в закрытых помещениях. Электромагниты рассчитаны на включение в сеть переменного тока частотой 50 Гц напряжением до 440 В.

Электромагнитные устройства и элементы защиты

Магнитная система электромагнитов серии МТ состоит из трех основных узлов: ярма, якоря и катушки. Ярмо электромагнита шихтованное. Пакет ярма стянут заклепками. В ярме имеется отверстие под толкатель. Якорь электромагнита Т-образной формы, пакет якоря тоже собран из пластин электротехнической стали. В якорь вложена износоустойчивая шихтованная вставка из термообработанной стали, закрепленная двумя заклепками. Накладка пакета ярма приваривается к плите. Катушка электромагнита каркасная с контактными зажимами. Внутрь окна катушки вложена бронзовая направляющая. Скоба крепится к ярму винтами и ограничивает ход якоря. В скобу вложен резиновый буфер, смягчающий удар якоря при обратном ходе (рис. 46).

Электромагнитные устройства и элементы защиты

Условия эксплуатации электромагнитов: 1) монтаж только в закрытых помещениях; 2) допускается воздействие вибрации частотой 50 Гц при ускорении до lg; 3) рабочее положение вертикальное или горизонтальное.

Сопряжение электромагнита с исполнительным механизмом должно обеспечивать полное втягивание якоря до соприкосновения его со шлифованной поверхностью ярма. При несоблюдении этого требования может выйти из строя катушка электромагнита. При работе электромагнита допускается небольшое гудение, свойственное магнитным системам переменного тока. Резкие колебания температуры и влажности, вызывающие образование росы, не допускаются.

Плита электромагнита должна плотно прилегать к установочной плоскости исполнительного механизма для обеспечения его нормального теплового режима. Гарантийный срок для электромагнитов серии МТ 1 год.

Электромагниты серии ЭМ25 (табл. 15) применяют для дистанционного управления гидравлическими распределителями в станках с ЧПУ и разработаны вместо ранее выпускавшихся электромагнитов ЭУ. Электромагнит ЭМ25 состоит (рис. 47) из корпуса 1, катушки 2, якоря 6 и фланца 8. В якорь электромагнита запрессован толкатель, который перемещается во втулках, установленных в крышке 3 и фланце. Электромагнит имеет штепсельный разъем, состоящий из колодки 10 и штепсельного соединения 11. Для установки электромагнитов на гидроусилитель предусмотрен фланец 7 с уплотнением 9. Немагнитная прокладка 5 предотвращает залипание якоря между упорными поверхностями фланца и якоря после отключения. Для включения электромагнита вручную предусмотрен толкатель 4.

Электромагнитные устройства и элементы защиты Электромагнитные устройства и элементы защиты

Следует учитывать, что для предотвращения уменьшения силы тяги магнита при синусоидальном изменении тока в сердечнике электромагнита смонтирована специальная обмотка в виде короткозамкнутого витка, разделяющая магнитный поток на две составляющие, сдвинутые друг относительно друга по фазе. Сила тока в электромагнитах переменного тока зависит от воздушного зазора между якорем и сердечником. Пусковой ток электромагнита в 8. . . 10 раз превышает рабочий ток и при длительном протекании, превышающем расчетную продолжительность срабатывания электромагнита 0,02. . . 0,06 с, может вывести из строя катушку электромагнита.

Реле конструктивно имеет контактную систему в виде набора плоских контактных пружин, зафиксированных консольно в изоляционном корпусе и несущих на свободном конце контакты с рабочей поверхностью из серебра. Приводом для изменения состояния контактов служит электромагнит клапанного типа, закрепленный на изоляционном корпусе. Контактная система и частично электромагнит закрыты прозрачным кожухом от попадания посторонних частиц. Нижняя поверхность открыта для улучшения теплоотвода. Гарантийный срок службы реле 2 года.

Условия эксплуатации реле серии РПУ следующие: температура -45... +45°С; относительная влажность воздуха до 98% при 25°С; допустимое воздействие вибрации в диапазоне 10. . .100 Гц с ускорением до 1 g.

Реле промежуточное электромагнитное универсальное серии РПУ-2 (табл. 16) предназначено для работы в электрических цепях управления переменного тока напряжением до 440 В, частотой 50 Гц и постоянного тока напряжением до 220 В. Реле РПУ-2 представляет собой электромагнитный аппарат с унифицированной магнитной системой клапанного типа.

Электромагнит реле РПУ-2 состоит из скобы 3 (рис. 48), якоря 6, вращающегося на пластине 2, каркасной катушки 4 с сердечником 5. На силуминовой скобе устанавливаются контактные стойки 1. К якорю крепится пластмассовая траверса 7, которая при срабатывании реле воздействует на контактные пластины 8, замыкает и размыкает контакты 9 реле.

Электромагнитные устройства и элементы защиты Электромагнитные устройства и элементы защиты Электромагнитные устройства и элементы защиты

Аппаратура защиты - плавкие предохранители и тепловые реле - предназначена для защиты электрических цепей от коротких замыканий и длительных перегрузок. Плавкий предохранитель - это специально ослабленное звено электрической цепи, которое расплавляется при протекании тока выше номинального.

Сила номинального тока плавкой вставки должна быть не менее силы номинального тока провода, подсоединенного к плавкой вставке, и не должна более чем в 3 раза превышать силу номинального тока подсоединенных проводов.

При применении тепловых реле для защиты от перегрузки электродвигателей номинальный ток предохранителя, обслуживающего группу электродвигателей, не должен превышать четырехкратного значения номинального тока, наименьшего из включенных электродвигателей в эту группу. Нарушение этого соотношения может привести к сгоранию нагревательных элементов теплового реле при коротком замыкании.

Предохранители должны устанавливаться во всех полюсах или фазах линии питания (при постоянном токе в двух полюсах и при переменном трехфазном токе в трех фазах сети). Предохранители резьбовые серии ПРС (табл. 17) с плавкой вставкой типа ПВД предназначены для защиты при коротких замыканиях электрооборудования и электроаппаратов с номинальным напряжением 380 В переменного тока частотой 50 Гц и 440 В постоянного тока, а также для защиты проводов от перегрузок.

Электромагнитные устройства и элементы защиты

Предохранитель (рис. 49) состоит из пластмассового основания, на котором укреплен предохранитель ПДС с колодками зажимов для подключения монтажных проводов и пластмассовой крышки, удерживаемой на основании с помощью защелки. Держатель плавкой вставки с основанием предохранителя соединен с помощью резьбы. Плавкая вставка имеет видимый через застекленное отверстие головки предохранителя контрольный глазок (указатель срабатывания), по положению которого можно определить годность вставки. Указатель срабатывания в зависимости от номинального тока плавкой вставки имеет разный цвет. Предохранители типа ПРС-25, ПРС-63 и ПРС-100 имеют контрольное устройство (корпус), препятствующее установке плавкой вставки на больший номинальный ток.

Условия эксплуатации предохранителей серии ПРС следующие: температура -40. . . +40°С; относительная влажность воздуха не более 90% при 20°С и не более 50% при 40°С; допускается воздействие вибрации на предохранители с частотой до 50 Гц при ускорении не более 0,7g; ударные сотрясения с ускорением до 4 g и частотой 80. . .100 ударов в минуту; рабочее положение - крепление основания предохранителя на вертикальной плоскости и горизонтальной плоскости при расположении головки с плавкой вставкой выше основания предохранителя. Гарантийный срок 2,5 года. Предохранители допускают присоединение медных и алюминиевых проводов соответствующего сечения в зависимости от номинального тока плавкой вставки.

Тепловые реле применяют для защиты электроаппаратуры от перегрузок, незначительно превышающих предельно допустимые значения.

Электромагнитные устройства и элементы защиты

Долговечность электрооборудования станков зависит от перегрузок, которым оно подвергается. Для любого типа электрооборудования можно найти зависимость длительности протекания тока от его силы, при которой обеспечивается надежная и длительная эксплуатация. Протекание тока, больше номинального, приводит к дополнительному повышению температуры и старению изоляции.

Для защиты от перегрузок применяют тепловые токовые реле серии ТРН двухполюсные (рис. 50). При воздействии на тепловые элементы 2 током, сила которого превышает допустимую, термобиметаллическая пластина I нагревается, изгибается и своим свободным концом поворачивает держатель с компенсатором 4 так, что конец его выводит защелку 6 из зацепления с пластиной эксцентрика. При этом возвратная пружина размыкает контакт 5 цепи управления, и реле срабатывает. Возврат реле только ручной и осуществляется нажатием на кнопку 3. При этом контакт замыкается, а защелка входит в зацепление с пластиной эксцентрика. Температурная компенсация обусловлена противоположно направленными температурными деформациями термобиметаллического компенсатора и рабочих пластин.

Реле на номинальный ток настраивают только на заводе-изготови- теле, и при замене нагревателя повторной настройки не требуется. Регулятором устанавливается ток, равный 1. . .1,05 номинального. Регулировка тока уставки должна быть плавная, ее производят регулятором уставки при повороте эксцентрика отверткой. Регулятор уставки может быть установлен между крайними рисками шкалы уставки „+” и Смещение регулятора за пределы шкалы запрещается. Поворот к риске „+” увеличивает, а поворот к риске „-” приводит к уменьшению тока и времени срабатывания реле [23].

Электромагнитные устройства и элементы защиты

Условия эксплуатации реле серии ТРН (табл. 18): место установки в отапливаемых помещениях на панелях, в закрытых шкафах, нишах станков, защищенных от попадания воды, пыли и посторонних предметов; температура -40. . .+40°С; относительная влажность окружающего воздуха не более 90% при 20°С; отсутствие резких ударов и сильной тряски; вибрация мест крепления реле с частотой 25 Гц при ускорении не более 0,7 g; монтаж реле проводят на ровной вертикальной плоскости (отклонение ±5°) или его крепят на уголках к магнито- му пускателю. Во избежание ложных срабатываний не рекомендуется устанавливать тепловые реле в местах, подверженных ударам и резким колебаниям.

Электромагнитные фрикционные многодисковые муфты (табл. 19) с вынесенными дисками серии ЭТМ предназначены для встройки в автоматизированные коробки скоростей (АКС) станков с ЧПУ. В электромагнитных дисковых муфтах сцепление фрикционных дисков, связывающих ведомую и ведущую части муфт, происходит под действием сил магнитного притяжения возникающих при пропускании тока через обмотку катушки возбуждения. Эти муфты обладают компактностью, надежностью и малогабаритностью.

Электромагнитные устройства и элементы защиты

Электромагнитная муфта нормального исполнения (рис. 51,а) состоит из корпуса 1 с размещенной внутри него катушкой 5, пакета фрикционных дисков в и 7, нажимного диска 8 и поводка. На корпус насажено кольцо из изоляционного материала 2, в которое запрессовано контактное кольцо 4, соединенное с одним концом катушки. Второй конец катушки присоединен к корпусу. Ток к кольцу подводится через контактную щетку 3.

Для предотвращения замыкания магнитного потока через диски в радиальном направлении в них вырезаны отверстия, расположенные по окружности напротив катушки. При подаче на катушку няпряжения создается магнитное поле, которое, замыкаясь через фрикционные диски, создает усилие, притягивающее нажимной диск 8 к корпусу. Фрикционные диски при этом сцепляются. Два вала соединены между собой за счет того, что диски 6 связаны с ведомым валом через втулку Я а диски 7 с ведущим валом через поводок. После отключения катушки нажимной диск под действием пружинящих фрикционов отталкивается и валы расцепляются.

Электромагнитные устройства и элементы защиты

Электромагнитные многодисковые фрикционные муфты выполняются как с вынесенными, так и с магнитопроводящими дисками. Муфты имеют вращающуюся обмотку возбуждения с подводом тока через скользящий контакт, но выпускаются муфты и с неподвижными обмотками и подводом питания без щеточного устройства (рис. 51,6). Муфты с контактным токопроводом имеют невысокую надежность из-за наличия скользящего контакта. В наиболее ответственных устройствах используют муфты с неподвижным токопроводом. В такой муфте катушкодержатель смонтирован неподвижно, при этом исключаются элементы контактного токоподвода, а за счет наличия небольшого зазора снижается теплопередача от фрикционных дисков к катушке, что увеличивает надежность.

Для питания электромагнитных муфт применяют любые источники постоянного тока напряжением 24 В и силой тока 3,5.. . 10,5 А.

Гарантийный срок для электромагнитных муфт не более 2 лет. При эксплуатации муфт следует измерять биение контактных колец, силу нажатия контактных щеток и силу тока в катушке при установившемся режиме.

Значение номинальных токов должно соответствовать длительно допустимому режиму. Силу нажатия контактных щеток проверять трудно, поэтому контролируют величину переходного сопротивления между щеткой и кольцом при различных положениях контактного кольца. Среднее значение измеренного переходного сопротивления не должно отличаться от минимального и максимального измеренных значений более чем на 10%. В противном случае заменяют щетку или протачивают кольцо.

Для правильной эксплуатации электромагнитных муфт необходимо снимать зависимости втягивающей и противодействующей силы в зависимости от зазора и номинальной силы тока катушки. При отклонении параметров от номинальных значений зазор регулируют.

Наладка электрооборудования включает работы, связанные с проверкой действия элементов электрооборудования, а также наладкой систем управления отдельными механизмами станка и всей станочной системы. Работа электрооборудования зависит от четкости работы входящих в его состав электрических устройств, которые должны быть исправными и соответствовать документации на элементы электрооборудования станка с ЧПУ. Наладка электрических устройств выполняется вне станка с использованием методов и средств, описанных в [27].

Электрические аппараты напряжением до 1000 В перед вводом в эксплуатацию должны пройти ревизию механической части, испытание электрической прочности изоляции и проверку параметров срабатывания.

При этом контролируется: зазор между контактами реле и пускателей, наибольший зазор между подвижным контактом и его упором при включенном аппарате. Чрезмерное нажатие может привести к нечеткому срабатыванию и застреванию якоря в промежуточном состоянии, недостаточное - к оплавлению и привариванию контакта. Электромагнитные элементы автоматических выключателей проверяют поочередно. При этом следует учитывать, что тепловой элемент может сработать раньше электромагнитного, а длительное прохождение испытательного тока через тепловой элемент может повредить его. В начале необходимо убедиться, что выключатель не срабатывает при токах ниже уставки на 15. . .30%, а затем ток поднимается до значения уставки. После отключения следует сразу же снять нагрузку и остудить автоматический выключатель, так как при срабатывании теплового элемента повторное включение автоматического выключателя не произойдет.

Смотрите также