9.1. Электропривод

Электроприводом называется привод, все элементы которого используют в качестве источника питания электросеть.

В состав электропривода входят:

• переключатели — рубильники, кнопки, реле, ключи;

• регуляторы — переменные резисторы, индуктивности, емкости и трансформаторы;

• электрические датчики контроля температуры, момента и пр.;

• элементы защиты (предохранители, автоматические выключатели и реле защиты);

• логические элементы — электромагнитные реле, полупродниковые элементы;

• усилители — электронные, магнитные и др.;

• электродвигатели.

По роду тока электроприводы делят на приводы постоянного и переменного тока. По способу замыкания приводы делят на контактные, в которых цепь замыкается механическим контактом электродов, и бесконтактные на базе полупроводниковых ключей. Контактные приводы распространены шире ввиду их простоты.

Электропривод металлорежущих станков включает электродвигатель с электронным блоком управления скоростью вращения ротора и коробку скоростей, обеспечивающую регулирование ско­рости вращения главного движения и скоростей подач. Широко применяется ступенчатое регулирование скорости, когда асинхронный двигатель работает на одной из нескольких допустимых скоростей, а требуемая скорость задается передаточным отношением коробки скоростей. Точная установка скорости при этом невозможна, однако привод имеет высокий КПД, прост и надежен в в эксплуатации. Широко применяются также приводы на базе регулируемых электродвигателей постоянного тока, развивающих большую мощность в широком диапазоне скоростей вращения. Электроприводы с шаговым двигателем в качестве исполнительного устройства в станках применяются сравнительно редко ввиду недостаточной для обработки мощности шаговых двигателей.

9.2. Гидропривод

Гидропривод включает в себя:

• электродвигатель с насосом для подачи жидкости под давлением в нагнетательную полость;

• предохранительный клапан, установленный в нагнетательной полости и обеспечивающий заданное давление жидкости в полости;

• фильтр для очистки рабочей жидкости;

• золотниковый или струйный распределитель, управляющий подачей и спуском жидкости из полостей рабочего цилиндра;

• рабочий цилиндр;

• сливной бак, трубопроводы, клапаны, манометр и т.д.

Входным сигналом является обычно механическое перемещение щупа или якоря электромагнита. В качестве внешнего источника энергии выступает электросеть.

Гидроприводы отличаются малыми габаритными размерами при высокой выходной мощности и быстродействии и способностью к точному позиционированию рабочего органа. Кроме того, работа этих приводов не сопряжена с вредными воздействиями на окружающую среду (шум, вредные выделения и т.п.).

9.3. Пневмопривод

Источником питания пневмопривода является заводская пнев- мосеть с давлением воздуха 4... 10 бар. Простейшие распределители и клапаны используют давление заводской сети, что не требует применения редукторов для снижения давления воздуха и обеспечивает высокие усилия.

В конструкцию пневмопривода входят:

• фильтр;

• редуктор, при необходимости понижающий давление воздуха до требуемого уровня;

• масленка, в которой воздух насыщается маслом;

• золотниковый или струйный распределитель;

• пневмодвигатель.

Типовой пневмопривод строится по схемам, приведенным на рис. 34, где вместо масла в золотник подается сжатый газ. Отработанный газ выпускается непосредственно в атмосферу. Плунжер распределителя может перемещаться как сжатым воздухом, так и с помощью электромагнитов, что удобно в системах с электрическими элементами управления.

Различают главные распределители, соединяющие рабочие полости пневмодвигателя с магистралями, и вспомогательные, управляющие главными распределителями.

По сравнению с гидравлическими пневмоприводы обладают следующими преимуществами: выше быстродействие; ниже стоимость;

меньше длина возвратных линий (воздух выпускается в атмосферу из любой точки системы);

используется легко доступная рабочая среда — воздух. Их недостатки по сравнению с гидравлическими приводами: при равных габаритных размерах развивают меньшие усилия (давление воздуха в приводах обычно меньше давления масла);

не способны точно воспроизвести заданный закон движения при больших рабочих усилиях вследствие сжимаемости газа;

сильно шумят при работе, что связано с выпуском в атмосферу отработанного воздуха;

неизбежные утечки воздуха снижают КПД пневмосистем. Пневмоприводы просты конструктивно, дешевы, надежны, обладают сравнительной легкостью эксплуатации и обслуживания, гибкостью в применении. Эти приводы широко применяются при автоматизации производственных процессов в качестве зажимных и транспортирующих механизмов, а также в ручных инструментах (гайковертах, дрелях, отбойных молотках и т.д.). Они незаменимы при автоматизации процессов, протекающих в аг­рессивных средах, в условиях пожаро- и взрывоопасное, при радиации, сильных вибрациях и высоких температурах.

Пневмоприводы вращательного движения отличаются от электродвигателей меньшими габаритами, нечувствительностью к длительным перегрузкам, простотой регулирования скорости вращения и крутящего момента. Таким образом, пневмоприводы применяют в случаях, когда требуется высокое быстродействие при средней мощности и низких требованиях к кинематической точности, в частности в зажимных устройствах.