Ключев В. И., Терехов В. М Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: Учебник для вузов,— М.: Энергия, 1980.— 360 с, ил.

В книге излагаются общие вопросы электропривода и автоматизации рабочих режимов типовых общепромышленных механизмов непрерывного и циклического действия. Общие положения ДОПОЛНЯЮТСЯ анализом конкретных примеров схем электроприводов механизмов различных машин, установок и технологических комплексов — кранов, подъемников, экскаваторов, конвейеров, земснарядов и т.п.
Книга предназначается в качестве учебника для студентов энергетических и политехнических вузов специальности «Электропривод и автоматизация промышленных установок», а также может быть полезна студентам других специальностей и инженерно-техническим работникам, занятым проектированием, наладкой и эксплуатацией электроприводов.
 
ВВЕДЕНИЕ
Рассматривая все многообразие современных производственных процессов, в каждом конкретном производстве можно выделить ряд операций, характер которых является общим для различных отраслей народного хозяйства. К их числу относятся доставка сырья и полуфабрикатов к истокам технологических процессов и межоперационные перемещения изделий в процессе обработки; погрузочно-разгрузочные работы на складах, железнодорожных станциях, в морских и речных портах; перемещения грузов при строительно-монтажных работах и при добыче полезных ископаемых; вентиляция, водоснабжение, канализация, непрерывный транспорт сыпучих или штучных грузов и жидкостей и многие другие.
Механизмы, выполняющие подобные операции, как правило, универсальны и имеют общепромышленное применение, в связи с чем и называются общерромышленными механизмами. Общепромышленные механизмы являются основными механизмами множества конкретных разновидностей производственных установок. К их числу относятся подъемные краны, экскаваторы, пассажирские и грузовые подъемники различной конструкции, промышленные манипуляторы и роботы, канатные дороги, эскалаторы, различные конвейеры, осуществляющие транспортировку людей и грузов, насосы, земснаряды, вентиляторы, воздуходувки и т. п.
Общепромышленные механизмы играют в народном хозяйстве страны важную роль. Они являются основным средством механизации и автоматизации различных производственных процессов. Поэтому уровень промышленного производства и производительность труда в значительной степени зависят от оснащенности производства общепромышленными механизмами и от их технического совершенства.
Наиболее универсальны как средство механизации подъемно-транспортных операций подъемные краны, нашедшие широкое распространение в самых различных отраслях промышленности, в строительстве и на транспорте. Высокая производи-
тельность труда в горнодобывающей промышленности обеспечивается полной механизацией процесса добычи с помощью различных общепромышленных механизмов: скиповых и клетевых подъемных машин, транспортеров, а на открытых разработках - различных экскаваторов. Откачивание воды, вентиляция шахт, снабжение рабочих мест сжатым воздухом осуществляется с помощью насосов, вентиляторов и компрессоров. Ко всем этим механизмам предъявляются жесткие требования в отношении надежности и безопасности, так как прекращение их работы может повлечь за собой не только уменьшение добычи, но и угрозу жизни людей.
Полная механизация производственного процесса является одним из необходимых условий для комплексной автоматизации его. Во многих случаях решение задачи автоматизации технологического процесса сводится к автоматизации комплекса общепромышленных механизмов, обслуживающих основной процесс. Характерным примером может служить современный зерновой элеватор. Его технологический процесс — прием, хранение и отгрузка зерна — обслуживается транспортерами, распределительными устройствами, вентиляторами и компрессорами. Индивидуальный электропривод этих механизмов позволяет успешно автоматизировать все операции, осуществить автоматический контроль за протеканием технологического процесса, устранить возможность завалов и порчи зерна, облегчить труд и повысить его производительность.
Роль общепромышленных механизмов как средств комплексной автоматизации различных производственных процессов наиболее наглядно выявляется при рассмотрении их новой, специфичной и исключительно быстро развивающейся разновидности — так называемых промышленных роботов. Промышленные роботы — это автоматические манипуляторы с программным управлением, предназначенные для выполнения перечисленных выше вспомогательных транспортных операций и некоторых основных производственных процессов (сварки, окраски и т. п.) [21]. Широкое использование машин с числовым программным управлением в различных технологических процессах создало необходимые предпосылки для их комплексной автоматизации. Однако решение этой задачи без решения проблемы автоматизации таких операций, как погру-зочно-разгрузочные и складские операции, установка и снятие обрабатываемых деталей, укладка готовой продукции в тару, замена инструмента и других процессов было практически невозможно. Создание универсальных и специализированных промышленных роботов не только успешно решает эту проблему, но и позволяет избавить рабочих от физически тяжелой или вредной работы, уменьшить дефицит рабочих в производствах, отличающихся тяжелыми условиями труда.
Функции и задачи, возлагаемые на общепромышленные механизмы, обусловливают большое разнообразие их электроприводов. Последние различаются как в отношении диапазона мощностей (от долей киловатт до нескольких тысяч киловатт), так и в отношении их сложности (от нерегулируемого асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором до сложных замкнутых регулируемых систем). От технического совершенства электроприводов в значительной степени зависят производительность, надежность работа, простота обслуживания и возможности автоматизации общепромышленных механизмов. Поэтому изучение вопросов электропривода и автоматизации общепромышленных механизмов, которые составляют содержание данного курса, имеет существенное практическое значение.
В подготовке инженера-электромеханика по специальности «Электропривод и автоматизация промышленных установок» курс «Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов» играет важную роль, которая определяется спецификой этой группы механизмов: общностью основного назначения при большом многообразии исполнений, предельной простотой технологии, своеобразием нагрузок (активный момент, вентиляторная нагрузка и т. п.). Эти условия позволяют при изучении курса акцентировать внимание на общих вопросах теории электропривода в их практическом применении, что должно способствовать углублению специальной подготовки инженера-электроприводчика широкого профиля.
Многообразие разновидностей общепромышленных механизмов исключает возможность рассмотрения в небольшом по объему курсе всех частных вопросов электропривода конкретных механизмов. Общность и простота технологии позволяют выделить круг специальных вопросов электропривода и автоматизации, общих для отдельных укрупненных групп механизмов. Изучение этих вопросов в сочетании с рассмотрением в качестве примеров типовых схем электроприводов отдельных механизмов позволяет получить широкое и достаточно конкретное представление об электроприводе общепромышленных механизмов в целом.
 
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие . .... ......... 3
Введение... .............. 5
Глава первая. Типовые общепромышленные механизмы ... 8
1-1. Классификация общепромышленных установок . . . 8
1-2. Обзор общепромышленных механизмов циклического действия................. 11
1-3. Обзор общепромышленных механизмов непрерывного действия................. 22
1-4. Типовые общепромышленные механизмы..... 29
Глава вторая. Электропривод типовых общепромышленных механизмов циклического действия......... 31
2-1. Статические и динамические нагрузки электроприводов подъемных и тяговых лебедок . . . 31
2-2. Статические и динамические нагрузки электроприводов механизмов передвижения и поворота . . 42
2-3. Выбор двигателей для механизмов циклического действия................. 46
2-4. Влияние упругих механических связей на динамику механизмов циклического действия ... 56
2-5. Особенности динамики редукторных электроприводов инерционных механизмов.......... 65
2-6. Ограничение механических перегрузок электроприводов типовых общепромышленных механизмов циклического действия.............. 72
2-7. Особенности статики и динамики взаимодействующих электроприводов промышленных манипуляторов ... 80
2-8. Типовые структуры электроприводов механизмов командных манипуляторов ........... 89
Глава третья. Примеры схем электропривода машин, управляемых оператором........... . 106
3-1. Электропривод подъемных кранов........ 106
3-2. Контроллерное управление крановыми электроприводами ................... 122
3-3. Крановые магнитные контроллеры....... 128
3-4. Управление подъемными электромагнитами .... 145
3-5. Электропривод основных механизмов одноковшовых экскаваторов................ 148
3-6. Схемы экскаваторного электропривода с суммирующим усилителем............... 157
3-7. Примеры схем экскаваторных электроприводов со структурой подчиненного регулирования..... 164
Глава четвертая. Автоматизации типовых общепромышленных механизмов циклического действии........ 181
4-1. Общие сведения............... 181
4-2. Автоматическая точная остановка подъемно-транспортных механизмов............... 183
4-3. Автоматическое регулирование положения при цикловой автоматизации.............. 193
4-4. Влияние динамических свойств электропривода на производительность механизмов при цикловой автоматизации ................... 196
4-5. Типовые структуры электропривода общепромышленных механизмов с автоматизированным рабочим циклом.................. 204
4-6. Особенности следящих электроприводов копирующих манипуляторов ............... 215
Глава пятая. Примеры схем электропривода установок с автоматической отработкой цикла..........220
5-1. Системы электропривода подъемных установок . . . 220
5-2. Основные узлы схем управления много позиционными подъемниками . . .......... 226
5-3. Электропривод лифта с двухскоростным асинхронным двигателем............... . 237
5-4. Электропривод скоростного лифта........ 246
5-5. Электропривод шахтного скипового подъемника . . . 255
5-6. Электропривод канатной дороги маятникового типа 260
Глава шестая. Электропривод и автоматизация механизмов непрерывного транспорта.............263
6-1. Статические и динамические нагрузки приводов механизмов непрерывного транспорта........263
6-2. Определение мощности и месторасположения приводных станций конвейеров.......... . 270
6-3. Особенности статики и динамики электропривода конвейеров ..................275
6-4. Электропривод механизмов непрерывного транспорта 285
6-5. Автоматизация механизмов непрерывного транспорта 292
6-6. Примеры схем электропривода механизмов непрерывного транспорта.............297
Глава седьмая. Электропривод и автоматизация механизмов центробежного и поршневого типов.........300
7-1. Определение момента сопротивления и мощности на валу механизмов ........... 300
7-2. Регулирование подачи механизмов центробежного типа 308
7-3. Электропривод механизмов центробежного и поршневого типов . ............ 310
7-4. Автоматизация механизмов центробежного и поршневого типов................. 323
7-5. Примеры схем электропривода механизмов центробежного и поршневого типов......... 330
Глава восьмая. Примеры электропривода н автоматизации технологических комплексов............336
8-1. Роторный экскаватор............. 336
8-2. Землесосный снаряд............. 341
Приложение................... 347
Список литературы................. 351
Предметный указатель............... 353