Электрификация. Исполнительные механизмы постоянной скорости

 

 

Содержание

 

1 Исполнительные механизмы постоянной скорости…………………………3

2 Система управления температурой электролита гальванической ванны...12

Библиографический список…………………………………………………….16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Исполнительные  механизмы постоянной скорости.

 

Назначение. Механизмы исполнительные электрические однооборотные постоянной скорости предназначены для перемещения регулирующих органов в системах автоматического регулирования технологическими процессами в соответствии с командными сигналами автоматических регулирующих и управляющих устройств.

Принцип работы механизмов заключается в преобразовании электрического сигнала поступающего от регулирующего или управляющего устройства во вращательное перемещение выходного вала.

Основные функции:

- автоматическое или  дистанционное перемещение рабочего  органа;

- автоматический и дистанционный  останов рабочего органа арматуры  в любом промежуточном положении;

- позиционирование рабочего  органа трубопроводной арматуры  в любом положении;

- ручное перемещение рабочего  органа арматуры;

- формирование информационного  сигнала о конечных и промежуточных  положениях рабочего органа арматуры  и динамике его перемещения.

Основными параметрами, определяющими типоразмер механизма, являются:

- номинальный крутящий  момент на выходном валу в N. m (ньютон на метр);

- номинальное значение  полного хода выходного органа  в оборотах;

- номинальное значение  времени полного хода выходного  вала в секундах.

Значения основных параметров механизмов приводятся в каталоге для каждой группы и типоразмера механизма.

 Необходимый крутящий  момент обеспечивается подбором  мощности электродвигателя механизма, передаточного отношения редуктора  и его коэффициента полезного  действия. Величина крутящего момента  определяет габаритные размеры  и массу механизма.

 Механизмы обеспечиваю  фиксацию положения выходного  вала при отсутствии напряжения  питания.

Пусковой крутящий момент механизмов при номинальном напряжении питания превышает номинальных крутящий момент не менее чем в 1,7 раза. Люфт выходного вала механизмов это разность положений выходного органа исполнительного механизма при приложении к нему момента (силы) в прямом и обратном направлениях, работающего с установившейся скоростью, с момента включения до полной остановки.

Люфт выходного вала механизмов при нагрузке (25 – 27) % значения номинальной нагрузки для механизмов с номинальным моментом до 100 N. M и (5 – 6) % для остальных механизмов не превышает:

- 10 – для механизмов  с номинальным моментом на  выходном валу до 40 N. M;

- 0,750 – для механизмов  с номинальным моментом на  выходном валу более 40 N. M.

Степень защиты оболочки механизмов не ниже IP 54 по ГОСТ 14254. 
 Механизмы относятся к изделиям третьего порядка по ГОСТ 12997.

В зависимости от вида перемещения выходного органа механизмы подразделяют на типы:

• МЭО - однооборотные;
• МЭМ - многооборотные;
• МЭП - прямоходные.

По устойчивости к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха механизмы с выходной мощностью 10Вт и более следует изготавливать по группе С4, менее 10 Вт – по группам В4 и С4, а по устойчивочти к воздействию атмосферного давления – по группе Р1 ГОСТ 12997.

По требованию потребителя допускается изготавливать механизмы со значениями номинальной нагрузки, номинального значения полного хода, номинального значения времени полного хода, номинального значения времени полного хода, отличными от установленных ранее.

Режим работы механизмов - повторно-кратковременный с частыми пусками S4 или повторно-кратковременный с частыми пусками и электрическим торможением S5 - по ГОСТ 183 при нагрузке на выходном органе в пределах от номинальной противодействующей до 0,5 номинального значения сопутствующей.

Максимальную частоту включений в 1 час следует выбирать из ряда значений, указанных в табл.1

Таблица 1

При реверсировании интервал времени между включением и выключением на обратное направление должен быть не менее 50 мс.

Рабочее положение механизмов в пространстве следует устанавливать в технических условиях на механизмы конкретного типа.

Механизмы в тропическом исполнении должны соответствовать ГОСТ 17532.

По защищенности от воздействия окружающей среды механизмы подразделяют на следующие исполнения: защищенное от попадания внутрь механизма твердых тел (пыли), защищенное от попадания внутрь механизма воды, защищенное от агрессивной среды, взрывозащищенное, защищенное от других внешних воздействий.

Механизмы допускается изготовлять в исполнениях, сочетающих несколько видов защиты.

По устойчивости к механическим воздействиям механизмы подразделяют на исполнения: виброустойчивое, вибропрочное и удароустойчивое.     

Питание механизмов должно осуществляться переменным током частотой 50 Гц и напряжением 220 В однофазной сети и 220/380 В трехфазной сети. 

Для механизмов, изготовляемых для экспорта, следует предусматривать параметры питания, указанные в табл.2

Таблица 2

Номинальное напряжение питания цепей электрических выключателей блокирования и сигнализации, электрических ограничителей перемещения выходного органа, ограничителей наибольшего момента (усилия) на выходном органе должно быть не более 250 В постоянного или однофазного переменного тока.

Пример условного обозначения механизма исполнительного электрического однооборотного с номинальной нагрузкой 630 Н·м, с номинальным временем полного хода выходного органа 25 с и номинальным полным ходом 0,25 оборота:   

МЭО-630/25-0,25.

Условное обозначение механизма допускается дополнять обозначениями, определяющими тип датчика выходного органа, климатическое исполнение, модификацию и др., которые должны устанавливаться в технических условиях на механизмы конкретного типа.

Конструкцией механизмов должно быть предусмотрено наличие:

• узла ручного привода;
• электрических ограничителей перемещения выходного органа;
• датчика положения выходного органа с выходным токовым сигналом по ГОСТ 26.011 со следующим пределом изменения: 0-5 мА или 0-20 мА или 4-20 мА;
• зажима для заземления корпуса;
• отдельных кабельных вводов для цепей питания механизма и для цепей сигналов датчиков положения выходного органа.

Электрическая изоляция цепей механизмов (кроме цепей электродвигателей) относительно корпуса и цепей между собой в зависимости от номинального напряжения цепи и условий испытаний должна выдерживать в течение 1 мин действие испытательного напряжения практически синусоидальной формы частотой 50 Гц.

Механизмы должны обеспечивать фиксацию положения выходного органа при отсутствии напряжения питания.

К механизмам типа МЭМ, предназначенным для управления самотормозящимися регулирующими органами, требования по фиксации не предъявляют.  

Ограничители наибольшего момента (усилия) должны обеспечивать возможность установки момента (усилия) выключения в диапазоне от 63 до 100% максимального момента (усилия) выключения. Отклонения от установленного момента (усилия) выключения не должно превышать ±15% значения максимального момента (усилия) выключения. Значение максимального момента (усилия) выключения должно быть установлено в технических условиях на механизмы конкретного типа. 
     Механизмы должны обеспечивать фиксацию положения выходного органа при отсутствии напряжения питания.

Для механизмов следует устанавливать по ГОСТ 27883 следующую номенклатуру показателей надежности:среднюю наработку на отказ, средний срок службы, среднее время восстановления.

Механизмы состоят из следующих основных узлов: электродвигатель, редуктор, блок сигнализации положения, привод ручной.

Рычаг – в механизмах МЭО, фланец – в механизмах МЭОФ.

Двигатель. В механизмах используют электродвигатели:

• синхронные низкооборотные с частотой вращения 150 об/мин;
• для механизмов с крутящим моментом до 250 N. m.;
• асинхронные двигатели - для механизмов с крутящим моментом от 250 N. m. до 4000 N. m.

Двигатели обеспечивают повторно-кратковременный режим работы механизмов с частыми пусками.

 Управление работой  механизмов контактное и бесконтактное  при помощи пускателей бесконтактных  реверсивных ПБР или усилителей  тиристорных трехпозиционных. В  системах автоматического регултрования  в основном используется бесконтактный  способ управления как более  надежный.

Редуктор. Редуктор является основным узлом, к которому присоединяются все остальные узлы. Понижение частоты вращения и увеличение крутящего момента, создаваемых двигателем, осуществляется посредством многоступенчатых цилиндрических или комбинированных червячно-зубчатых передач. валы вращаются на шарикоподшипниках.

Блок сигнализации положения выходного вала. Предназначен для преобразования положения выходного вала механизма в пропорциональный электрических сигнал, либо изменения активного или реактивного сопротивления в зависимости от типа датчиков. А также для сигнализации и (или) блокирования в крайних или промежуточных положениях выходного вала.

Механизмы оснащают одним из видов блока сигнализации положения выходного вала с датчиком обратной связи (блок датчика): реостатным БСПР, индуктивным БСПИ, токовым БСПТ с унифицированным токовым сигналом. В условном обозначении механизма ставят соответственно следующие буквы - «Р», «И», «У».

1. Реостатный блок сигнализации  положения выходного вала механизмов  БСПР. Механизм с блоком БСПР  используется в случае достаточно  жестких условий эксплуатации  механизма – при наличии вибрации, тряски, влажности, отрицательной или  высокой положительной температуры, а также в системах управления  с небольшой интенсивностью включения. Рекомендации по эксплуатации  механизмов с блоком БСПР:

- допускаемое расстояние  между механизмом и шкафом  управления – не более 100 м;

- соединительные цепи  реостатного датчика для подавления  помех должны быть отделены  экраном от остальных цепей.

Для визуального указания положения реостатного датчика применяется дистанционный указатель положения ДУП – М. Для преобразования значения положения реостатного датчика в унифицированный сигнал можно использовать нормирующий преобразователь НП – Р10, блок усилителя БУ – 30М или другой нормирующий преобразователь.

 Для подачи сигнала  реостатного датчика в систему  управления он может быть подключен  на вход контроллера без использования  дополнительных преобразователей.

2. Индуктивный блок сигнализации  положения выходного вала механизма  БСПИ. Механизм с блоком БСПИ  рекомендуется применять в зонах  с повышенными значениями климатических  факторов. Применяется в системах  управления с режимом работы  до 360 включений в час. Рекомендации  по эксплуатации механизмов с  блоком БСПИ:

- допускаемое расстояние  между механизмом и шкафом  управления – не более 100 м;

- соединительные цепи  индуктивного датчика для подавления  помех необходимо экранировать  от других цепей, устанавливать  специальные фильтры на входах  системы управления.

Для визуального указания положения индуктивного датчика применяется дистанционный указатель положения ДУП – М. Для преобразования значения положения индуктивного датчика в унифицированный сигнал можно использовать нормирующий преобразователь НП – П10, блок усилителя БУ – 30М.

3. Токовый блок сигнализации  положения выходного вала механизмов  БСПТ. Механизм с блоком БСПТ  применяется в основном во  всех системах управления и  регулирования АСУ ТП. (Режим работы  механизма до 360 включений в час  – для МЭО ЗЭиМ). Допускаемое  расстояние между механизмом  и шкафом управления до 1000 м. Расстояние  определяется величиной нагрузки: не более 2,5 кОм для сигнала 0 – 5 мА; 1 кОм – для сигнала 4 – 20 мА. В блоке имеется микропереключатель  вида выходного сигнала (0 – 5 мА  или 4 – 20 мА).

Особенности системы управления и условия ее эксплуатации должны учитываться при выборе типа блока сигнализации положения выходного вала механизма (реостатный БСПР, индуктивный БСПИ, токовый БСПТ).

В состав каждого блока сигнализации положений входят два основных узла: блок микропереключателей и блок датчиков. Микропереключатели предназначены для ограничения и сигнализации положения выходного вала, расположены компактно и образуют собственно блок концевых выключателей БКВ.