Групповой привод

Групповой привод

ГРУППОВОЙ ПРИВОД, привод, при котором один мотор обслуживает несколько рабочих машин при посредстве промежуточных передач. При групповом приводе регулирование числа оборотов мотора не производится; главное достоинство его в том, что число оборотов остается при всех нагрузках почти постоянным. Исключение представляют лишь приводы при работе с машинами, имеющими толчкообразную нагрузку, например, падающий молот. В этих установках для сглаживания толчков, действующих на мотор, применяют особые вращающиеся массы. При этом желательно иметь некоторое уменьшение числа оборотов мотора при перегрузках, чтобы маховые массы восприняли перегрузочные толчки. Для группового привода без изменения числа оборотов лучше применять асинхронный мотор, так как он по сравнению с мотором постоянного тока имеет ряд преимуществ: 1) более дешевую стоимость установки, 2) более простой уход и 3) лучший КПД. На фиг. 1 показана кривая КПД асинхронного мотора (W) и шунтового мотора постоянного тока (G) для равных мощностей и чисел оборотов. В приводах с толчкообразной нагрузкой при применении асинхронного двигателя приходится для увеличения скольжения включать в цепь ротора сопротивление, которое остается включенным во все время работы; при этом КПД мотора, естественно, ухудшается. Там, где имеется постоянный ток, целесообразнее применять компаундный мотор, компаундная обмотка которого д. б. рассчитана т. о., чтобы при толчкообразных перегрузках уменьшение числа оборотов мотора доходило до 5—10%.

Кривая КПД асинхронного мотора (W) и шунтового мотора постоянного тока (G) для равных мощностей и чисел оборотов

Установка моторов при групповом приводе внизу под трансмиссией требует устройства отвесной ременной передачи, что является неэкономичным; кроме того, при всех подтягиваниях ремня приходится применять вспомогательные конструкции или натяжные ролики. Наиболее рациональным является привод при горизонтальном или почти горизонтальном расположении ременной передачи, но в таких случаях мотор приходится устанавливать на консолях к стене или подвешивать под потолком. Экономически бывает выгодно применять быстроходные моторы, так как вес быстроходного мотора значительно меньше, а коэффициент мощности выше, чем тихоходного. Наоборот, бывает выгоднее иметь незначительное число оборотов трансмиссии (для трансмиссий текстильных фабрик число об/мин. колеблется от 250 до 500; для деревообделочных мастерских - от 200 до 400; для машиностроительных заводов - от 100 до 200), т. к. мощность холостого хода трансмиссии зависит от числа оборотов и м. б. определена (в л. с.), приблизительно, по формуле:

Мощность холостого хода трансмиссии

где μ - коэффициент трения (для подсчетов можно принять μ = 0,13 на основании опытных данных для трансмиссии с диаметром 55 мм; при этом учтены все вредные сопротивления, как то: трение о воздух, некоторая неточность установки и пр.); G - вес трансмиссии в кг, d - диаметр вала в см; n - число об/мин. Уменьшение числа оборотов трансмиссии м. б. осуществлено посредством промежуточного включения ременной, зубчатой или червячной передачи, но при этом, вследствие лишних добавочных потерь, коэффициент полезного действия привода несколько понижается. На фиг. 2 представлен в виде примера привод с промежуточной червячной передачей (червячное колесо и червяк закрыты кожухом).

Привод с промежуточной червячной передачей

Большое затруднение встречается при определении мощности мотора для группового привода. Такое определение возможно лишь опытным путем при помощи установки временного мотора к существующим приводам и записывания потребляемой мощности его или регистрирующим прибором или непрерывной записью показания приборов. Но это не всегда осуществимо. При проектировании новых установок для определения мощности мотора необходимо знать основные факторы, характеризующие работу машины, а именно: 1) коэффициент нагрузки, 2) коэффициент использования и 3) коэффициент одновременности. Коэффициент использования представляет собой величину, указывающую, насколько использована машина за время одного рабочего периода, где под рабочим периодом подразумевается рабочее время вместе с простоем за определенный промежуток времени. Если обозначим через Т продолжительность рабочего периода и через ∑t чистое рабочее время машины, то коэффициент использования можно выразить через

Grupp privod 4

Например, для ткацких станков ku колеблется от 0,57 до 0,62 (при 10-часовом дне). Если обозначить через t1, t2, …, tn периоды времени, в течение которых мощность станка соответственно равна L1, L2, L3,..., Ln, то коэффициент нагрузки выразится формулой:

Grupp privod 5

Lсm обозначает максимальную мощность станка. Коэффициент одновременности k0 представляет собою отношение количества одновременно работающих машин данной группы к общему числу машин. Для различного рода машин коэффициент одновременности весьма различен. Так, например:

Grupp privod 6

Мощность мотора, работающего на привод, будет равна

Мощность мотора, работающего на привод

полученную таким путем мощность мотора нужно увеличить на величину, соответствующую потерям на передачу.

Потери мощности, затрачиваемые на работу трансмиссий при групповом приводе, зависят не только от передаваемой мощности, но и от других причин, как, например, от состояния трансмиссий, конструкции подшипников, смазки, диаметра валов, числа оборотов их и прочего. Так, если для 13 ватеров нагрузка, в среднем, составляет около 110,5 л. с., то на работу привода, считая потери в моторе и на работающие на холостых шкивах ремни, затрачивается ~23 л. с. Считая потерю в моторе и на ремень от мотора на трансмиссию ~6,5 л. с., имеем потерю в трансмиссии ~16,5 л. с., что составляет около 19% передаваемой мощности к станкам. Таков расход на трансмиссию у машин с высоким коэффициентом одновременности; у машин же с низким коэффициентом одновременности этот расход больше; так, например, для мотовки, у которой коэффициент одновременности около 0,5, расход на трансмиссию составляет 40—50% передаваемой мощности.

Преимущества группового привода перед одиночным: 1) меньшая первоначальная затрата; 2) меньшая стоимость эксплуатации мотора; 3) мощность мотора меньше, чем сумма мощностей отдельных обслуживающих машин; 4) меньшее число ошибочных включений. Недостатки: 1) при работе одной или двух машин, во время праздничной или сверхурочной работы, работает вся трансмиссия, вследствие чего получается низкий общий КПД; 2) изнашивание ремня; 3) большие затраты на трансмиссию, передачу, подшипники, шкив и ремни; 4) загромождение мастерской ремнями между моторами и трансмиссиями и между трансмиссией и рабочими машинами, что увеличивает возможность несчастных случаев; 5) вследствие наличия большого числа ременных передач - худшие условия освещения (дневной свет заслоняется ремнями); 6) трудность ограждения приводных частей станка; 7) при порче мотора - остановка всего привода; 8) большие потери на холостой ход, обусловленные наличием трансмиссий и передач между мотором и рабочими машинами.

Вопрос о выборе того или другого типа привода для каждого случая должен решаться отдельно, но необходимо указать, что в последнее время одиночный привод получает широкое применение благодаря тем недостаткам группового привода, о которых было сказано выше. Кроме того, станки по металлу, особенно токарные и сверлильные, требуют широкой регулировки скорости, что не м. б. осуществлено при групповом приводе. Наоборот, на нефтяных промыслах с введением глубоких насосов для добычи нефти групповой привод получает широкое распространение, как у нас, так и за границей. При этом соединяют вместе от 6 до 20 насосов, которые посредством эксцентрика приводятся в движение от мотора. Для уменьшения потерь мощности на преодоление трения тяг от эксцентрика до насоса, тяги присоединяют к эксцентрику в диаметральных точках его, причем, когда плунжер одного насоса находится в верхнем положении, то плунжер другого насоса должен находиться в нижнем положении, чем достигается уравновешивание системы, и потери в передаче становятся незначительными.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 6 - 1929 г.