Типы приводов и их механизмы

Типы привода отличаются в основном при пробуксовке шин

Если мы рассматриваем различия в типах привода с точки зрения попадания в экстремальные ситуации и поведения автомобиля в экстремальных ситуациях, сразу отмечу, что различия в типах привода в основном проявляются в скольжении автомобиля при пробуксовке ведущих колес, либо на грани скольжения. Пробуксовка возникает, когда сила тяги на ведущих колесах превышает силу сцепления шин с дорогой, то есть при передозировке газа. Это может произойти практически на любом автомобиле при движении по скользкой зимней дороге, либо при движении по асфальту на мощном автомобиле.

Разные приводы скользят по-разному

Задний привод в случае пробуксовки скользит задними шинами — отправляется в занос и пытается встать поперек дороги. Еще это называют потерей устойчивости или избыточной поворачиваемостью (oversteering). Передний привод, соответственно, скользит передними шинами — идет в снос и пытается проехать мимо поворота, что называется уже потерей управляемости или недостаточной поворачиваемостью (understeering). А с полным приводом дело обстоит сложнее и запутаннее: он скользит либо задними колесами, либо передними, либо всеми четырьмя, причем в зависимости от того, как ляжет фишка (под фишкой здесь и далее следует понимать техническое устройство «полного» привода – наличие и активация блокировки межосевого и других дифференциалов, работа «мозгов» автомобиля, которые отвечают за перераспределение крутящего момента между осями и т.д.). Отсюда и разное поведение машин в скольжении, и разные способы управления ими. Скольжение всех шин, кстати, называют сносом четырех колес или нейтральной поворачиваемостью.

На самом деле, понятие поворачиваемости более сложное, оно применимо не обязательно к скольжению шин, а тип поворачиваемости не всегда связан с типом привода. Но обсуждение этих вопросов выходит за рамки статьи, и, возможно, я напишу об этом позже.

Нет газа – нет и разницы

Теперь давайте представим, что мы на ходу включили нейтральную передачу и едем накатом. В этом случае машина с любым типом привода превращается в тележку, которая катится по инерции. Какая в этом случае разница, что за привод у машины? Правильно, никакой! Ведь это просто тележка, без привода. До тех пор пока мы не включим передачу и не дадим газу так, что ведущие колеса забуксуют.

Есть, конечно, и другие отличия между типами привода, они проявляются не обязательно в скольжении, но это уже нюансы, и об этом – ниже.

Альтернатива распашным воротам

Если распашные не устраивают вас из-за площади открытия ворот, просмотрите возможные чертежи откатных ворот. Возможно, соорудите их у себя. Только такие ворота станут вдвойне тяжелее. Поскольку вместо площади двух створок распашных, здесь они будут сварены вместе. Добавится и конус в одном конце такой конструкции.

Он необходим, чтобы полностью закрывать пространство въезда. Поэтому двигать такие ворота по одной линии вдоль забора вручную проблематично.

Их длина для стандартных ворот на усадьбу равняется четырем метрам. Движущий угол добавляет еще не менее 1,6 метра. Крепление кардинально отличается от распашных.

По длине ворот внизу вмонтированы профиль-салазки для продвижения конструкции по ним. С двух их сторон вделаны в бетон прямоугольники высотой чуть выше ворот с расстоянием между вертикалями 10-15 см. Сквозь них движется рама, а при закрытии они держат её. С одной стороны на два метра бетонируете площадку, на ней укрепляете продолжение профиля и весь механизм движения.

На сайте также можете скачать чертеж гаражных ворот. Ниже расскажем об одной гаражной конструкции.

Устройства плавного пуска

Устройство плавного пуска, УПП или софт-стартеры – электротехническое оборудование для обеспечения старта и разгона двигателя и согласования пускового момента на валу с нагрузкой. Схема УПП построена на базе силовых тиристоров или симмисторов. Устройство представляет собой безтрансформаторный бесступенчатый преобразователь напряжения. Устройства плавного пуска применяют:

Для включения мощных асинхронных электродвигателей в сеть малой мощности.
Для плавного запуска, разгона и остановки электрических машин.
При необходимости пуска двигателя под нагрузкой.
Для снижения пусковых токов.

УПП позволяют отказаться от дорогих и несовершенных схем запуска электродвигателей, а также значительно расширить сферы применения недорогих и функциональных асинхронных машин с короткозамкнутым ротором. Они используется в приводе технологического оборудования:

Легкого пуска. Пусковые токи при таких условиях не превышают трехкратного номинального значения.
Тяжелый пуск. При старте электродвигателя ток возрастает в 4-5 раз, переходные процессы в цепях длятся более 30 секунд.
Особо тяжелый пуск. При этом пусковой ток превышает номинальный в 7-10 раз. Переходной процесс занимает значительное время.

Устройства плавного пуска имеют относительно низкую стоимость, небольшие габариты и массу в сравнении с преобразователями частоты.

Как правильно варить петли на калитку.

Легче всего варить петли, когда к ним уже приварены пластины (ушки). Приварить их можно в вертикальном положении по месту. Но есть более простой способ для начинающих. Для этого необходим уголок, внутрь которого укладываются электроды. На электроды укладывается сама петля и пластины. Дополнительно вставим еще два обрезка пластины для надежной фиксации петли.

Делаем короткие прихватки длинной до 10 мм для фиксации. Значение тока лучше выставить повыше чем для сварки каркаса на 10-15%. Вытаскиваем нашу петлю из кондуктора и провариваем по наружной стороне. При сварке не совершаем колебательных движений электродом. После провариваем петлю с внутренней стороны (там, где стоят прихватки). Теперь можно приварить петли непосредственно к калитке.

Принцип действия УПП

По информации инженеров vesper.ru плавный запуск достигается за счет постепенного и контролируемого увеличения крутящего момента двигателя, в результате чего вместо резкого старта достигается постепенный выход на плановые рабочие показатели. Реализаций УПП есть несколько:

Может применяться специализированный агрегат – тиристорный коммутатор, или так называемый софтстартер. Это классические устройства плавного пуска, специализированные решения именно для этой задачи.
Также могут использоваться частотные преобразователи – приборы с более широкими возможностями, которые обеспечивают точное управление вращательным моментом, и в том числе могут контролировать процесс запуска, делая его плавным.

В основе работы таких приборов – реализация зависимости между напряжением и параметрами вращения ротора. В самом простом случае применяется так называемый линейный закон U/f=const. По этому закону достигается постоянный момент нагрузки. Также могут применяться более совершенные методы управления: к примеру, SVC (векторное управление без обратной связи) либо FCC (управление сцеплением потоков).

Для реализации этих методов требуется выполнение сложных расчетов, потому частотники и софтстартеры представляют собой достаточно производительные компьютеры, которые можно программировать для получения желаемых режимов работы. Все современные УПП не только дают плавный запуск, но и позволяют получить плавный останов и контроль крутящего момента двигателя в процессе эксплуатации.

Применение УПП

Сфера применения таких устройств достаточно широка. Чаще всего их применяют в таких сферах:

Для насосного оборудования. Плавный пуск не только снижает износ двигателя, но и защищает сети от гидроударов.
Для вентиляторов. Плавная раскрутка лопастей защищает мотор, минимизирует износ и снижает расход электроэнергии.
Для конвейеров и транспортеров – для устранения рывков, а также обеспечения предсказуемого и плавного движения.

В большинстве случаев для решения задачи подойдут как специализированные софтстартеры, так и универсальные частотные преобразователи.

Заднеприводные автомобили

Заднеприводные автомобили отличаются от переднеприводных тем, что ведущей является задняя ось и задние колеса. Привод задних ведущих колес осуществляется за счет передачи крутящего момента от двигателя через коробку передач, карданную передачу, главную передачу на задний мост к главной передаче, которая распределяет крутящий момент по ведущим осям. Заднеприводная конструкция автомобиля обеспечивает динамическую нагрузку на заднюю ось, что дает положительные ходовые качества при движении автомобиля по плохим дорогам (заднеприводные автомобили более проходимые). Правда на скользкой и заснеженной дороге заднеприводные автомобили значительно уступают переднеприводным. А вот при возникновении заноса задний привод поведет себя лучше, и управлять им будет удобнее. Задний привод автомобиля может похвастаться своей надежностью и ремонтопригодностью.

Принцип работы УПП

Силовая часть устройства плавного пуска состоит из силовых тиристоров, включенных встречно-параллельно и обходных контакторов. Изменение напряжения достигается регулировкой проводимости полупроводниковых устройств путем подачи отпирающих импульсов на управляющие контакты. Б.

В состав УПП также входит:

Генератор управляющих импульсов. Этот блок вырабатывает сигналы, изменяющие угол проводимости полупроводниковых устройств при пуске и остановки электродвигателя.
Управляющее устройство на базе контроллера или микропроцессора. Его основные функции – подача команд на генератор импульсов, обеспечение связи с другими устройствами, прием сигналов от датчиков, обеспечение защитного отключения электрической машины при аварийных и ненормальных режимах работы.

Старт электрической машины осуществляется на напряжении, составляющем 30-60% от номинального. При этом происходит плавное зацепление шестеренок передаточного механизма, постепенное натяжение ремней привода. Далее управляющий блок постепенно увеличивает проводимость тиристоров до полного разгона электродвигателя. При достижении номинальной частоты вращения вала, замыкаются контакты шунтирующих коммутационных устройств. Ток начинает течь в обход тиристоров. Это необходимо для снижения нагрева полупроводниковых устройств, увеличения срока службы УПП, снижения энергопотребления.

При остановке электродвигателя, контактор включает в цепь тиристоры. С генератора импульсов поступают сигналы, плавно уменьшающие проводимость тиристоров до остановки электрической машины.

Конструктивные особенности червячного редуктора. Устройство и принцип работы.

Конструкционно червячный редуктор представляет собой металлический прочный корпус, внутри которого расположена червячная передача. Данный механизм состоит из так называемого червяка – винта с резьбой, и колеса, оснащенного дугообразными косыми зубьями, которые плотно огибают окружность витков винта. Во время движения винта нарезанные вдоль его оси витки резьбы движутся и приводят в действие червячное колесо. Оси колеса и червяка расположены под углом 90 градусов. Расстояние между этими осями – это показатель, характеризующий габариты агрегата и используется в техническом описании устройства. Межосевое расстояние указывается в мм. Например, NMRV-030, 060, 150.

Корпус червячного редуктора изготавливается из чугуна, что обеспечивает высокую прочность агрегата и износостойкость в процессе эксплуатации. Для удобства обслуживания корпус является составной конструкцией, что позволяет легко выполнить разборку для обслуживания внутренних узлов.

Винт рассчитан на высокие рабочие нагрузки, поэтому материал его изготовления – легированная сталь. Шестерню изготавливают из цветного металлического сплава, который рассчитан на снижение коэффициента трения и исключение перегрева в области сцепления лубьев и винта. Червяк – основное звено всего механизма, а шестерня принимает крутящий момент от зубчатого колеса, осуществляя вращение вала на выходе агрегата. Вал относительно винта расположен под прямым углом.

Чтобы червячный редуктор не перегревался за счет трения движущихся узлов внутри агрегата применяется масляная смазка. Для обеспечения герметичности и стабильной фиксации всех деталей устройства используются уплотнительные элементы, которые также помогают избежать потери масла во время работы агрегата.

Редуктор червячного типа в зависимости от количества резьбовых каналов и возможных ступеней может быть многоступенчатым или одноступенчатым. Одноступенчатые устройства используются чаще всего благодаря простоте устройства, гарантирующей стабильную эксплуатацию при равномерных нагрузках.

Одноступенчатые приводы

Одноступенчатый механизм отличается от других моделей небольшими компактными размерами, а также обеспечивает во время работы передачу максимального усилия. В одноступенчатом агрегате тихоходный вал может располагается справа, слева или с обеих сторон корпуса.

В зависимости от поставленных задач и особенностей монтажа подбирается подходящий тип компоновки аппарата. Червячный редуктор, оснащенный одноступенчатым приводом, отличается плавной работой и функцией самоторможения.

Многоступенчатые приводы червячных редукторов

Когда нужно обеспечить работу с высоким передаточным числом, применяется червячный редуктор, имеющий две и более ступени. Расположение винта в многоступенчатых агрегатах горизонтальное или вертикальное рядом с колесом, под или над ним.

Многоступенчатый механизм подбирается с учетом поставленных задач и особенностей функционирования агрегата. При боковом размещении передачи достигается снижение уровня смазочного материала, который находится в подшипнике вертикального вала.

Компрессорные установки для хроматографии

Дожимающие компрессорные установки для подачи газов в хроматографии

Общая информация

Компрессорные установки HII с пневматическим приводом применяются в хроматографии для питания колонок подвижной фазой — элюентом для анализа или разделения смесей веществ.

Безмасляное исполнение компрессора предотвращает загрязнение перекачиваемых газов, что очень важно при проведении исследований или разделении компонентов особо чистых веществ. Высокое давление, создаваемое установкой, позволяет осуществлять хроматографию высокого и ультра высокого давления

Отсутствие электропривода обеспечивает пожаро- и взрывобезопасность, даёт возможность работы с горючими газами

Высокое давление, создаваемое установкой, позволяет осуществлять хроматографию высокого и ультра высокого давления. Отсутствие электропривода обеспечивает пожаро- и взрывобезопасность, даёт возможность работы с горючими газами.

Компрессорных установки применяются в лабораторных и препаративных хроматографах.

Характеристики

Тип привода: пневматический, электрический (встроенный питающий компрессор);
Диапазон давлений нагнетания от 10 до 2000 атм (1-200 МПа);
Классификация по типу компрессорного элемента: безмасляный — не загрязняет перекачиваемый газ;
Минимальное давление на входе определяется моделью компрессорного элемента, но не менее 3 атм;
Максимальное давление на входе определяется моделью компрессорного элемента, как правило, равно максимальному давлению нагнетания;
Максимальная производительность зависит от количества и типов компрессоров, а также режима эксплуатации;
Питание привода: промышленный воздух, азот 5-10 атм (0,5-1,0 МПа);
Специальные исполнения приводов: питание от попутного нефтяного газа, метана, электрический привод;
Регулирование по давлению: плавное, бесступенчатое, сердней/высокой точности, в широком диапазоне рабочих давлений;
Регулирование по расходу: плавное, бесступенчатое, низкой/средней точности, в широком диапазоне расходов.

Преимущества

Абсолютно чистая конструкция газовой части компрессора и трубопроводной арматуры — никакой смазки;
Не загрязняют газ — идеальны для перекачки высокочистых газов;
Идеальны для задач зарядки, поддержания постоянного давления, подзарядки;
Неограниченное количество циклов пуска, останова — предназначены для работы в режиме жестких циклических нагрузок;
Регулировка: плавная, простая, в широком дапазоне от 0 до MAX;
Пожаро- и взрывобезопасны;
Управление ручное или автоматизированное: очень простое, не требует высокой квалификации.
Компактные и легкие — мобильное решение.

Ограничения

Компрессоры являются дожимающими: для работы компрессора необходимо обеспечить давление газа на входе не ниже минимального требуемого;
Экономически нецелесообразна заправка газовых баллонов метаном от слаботочной бытовой сети газоснабжения с помощью дожимающих компрессоров;
Не предназначены для перекачки загрязненных газов, газов с механическими примесями;
Тихоходное оборудование — ограничения по максимальной производительности;
Максимальное безопасное давление нагнетания кислорода: 365 атм;
Максимальное безопасное давление нагнетания воздуха: 700 атм. При необходимости работы на более высоких давлениях необходим переход на газы, не содержащие кислород.

Типы перекачиваемых сред

Воздух, азот, аргон, гелий;
Газы высокой и сверхвысокой чистоты: кислород, водород, азот, азот 1 сорт, азот марка 6.0, гелий, аргон, криптон, ксенон;
Дыхательные газы: кислород, азот, воздух, дыхательные смеси, найтрокс;
Ищущие газы: водород, гелий;
Опасные, пожароопасные, взрывоопасные газы;
Углеводороды, кроме ацетилена: природный газ, синтез газ, пропан, бутан, метан, этилен, угарный газ, попутный нефтяной газ;

Сэндвич-панели

Это современный и популярный вариант заполнения данной системы. Сэндвич-панель представляет из себя утеплитель (пенополиуретан) в обрамлении стальных листов. Конструкции из подобных панелей подойдут к абсолютно любому стилю экстерьера от хай-тек до шале. Секрет в разнообразной отделке сэндвич панелей, которую можно выбрать по желанию заказчика. Панели встречаются различных конфигураций:

L-гофрированные. На сэндвич-панеле отсутствует рельеф.
M-гофрированные. На сэндвич-панеле размещена одна горизонтальная рельефная полоса.
S-гофрированные. На сэндвич-панеле размещено три горизонтальные рельефные полосы.
Микроволновые. На сэндвич-панеле горизонтально и убористо размещены рельефные узкие волны.
Филёнчатые. По типу филенчатых дверей сэндвич-панели данного типа имеют вдоль всей длины рельефные прямоугольные филенки.

Помимо разнообразных цветов еще одним плюсом является то, что панели могут имитировать текстуру нескольких видов древесины. Поэтому такие системы не сразу можно будет отличить от настоящих деревянных полотен.

К несомненным достоинствам панелей можно отнести:

ветроустойчивость.
практичность и износоустойчивость.
небольшой вес створок.
антикоррозионность. Применяется специальное полимерное покрытие, которое устойчиво к осадкам, перепадам температур и влажности.
системе не страшны механические повреждения из-за ударопрочной стали.
используемый уплотнитель не дает образоваться зазорам между панелями.
можно изготовить комбинированный вариант из экструдированного профиля и сэндвич-панелей.

Что такое мокрое сцепление

Это тип сцепления, которое находится в специальной жидкости (обычно масле) внутри закрытого корпуса. Эта жидкость используется для смазки, охлаждения и поглощения излишнего тепла, возникающего в результате трения между компонентами узла.

Мокрые сцепления часто используются в мотоциклах, автомобилях с автоматической коробкой передач, а также в некоторых гоночных и спортивных машинах. То есть – это гидравлический вид, про которое мы писали выше.

Обычно состоит из нескольких фрикционных дисков и стальных пластин, которые чередуются друг с другом. Когда сцепление включено, диски и пластины сжимаются вместе, создавая трение, которое передает крутящий момент от двигателя к трансмиссии.

Когда сцепление отключено, диски и пластины разъединяются, что позволяет переключать передачи без остановки двигателя.

Основные преимущества мокрого сцепления включают:

Более эффективное охлаждение: охлаждающая жидкость помогает рассеивать тепло, возникающее из-за трения, что уменьшает износ и продлевает срок службы сцепления.
Более плавная работа: обычно работают более плавно, с меньшим количеством шума и вибрации по сравнению с сухими сцеплениями.
Более высокая нагрузочная способность: могут передавать больший крутящий момент без перегрева, что делает их подходящими для мощных двигателей и высоких рабочих нагрузок.

Однако мокрые сцепления также имеют некоторые недостатки, такие как больший вес из-за наличия жидкости и закрытого корпуса, а также потеря некоторой мощности из-за трения между дисками и пластинами, погруженными в масло, сложный ремонт, загрязнение масла и необходимость его замены.

Общие сведения

Термин «сервопривод» происходит от латинского слова servus, которое переводится как «слуга» или «помощник». Так называют любой тип механического привода с устройством обратной связи по положению, скорости или усилию, а также сам привод, который выполняет функцию автоматического регулирования заданного параметра. Сервоприводы находят широкое применение в станкостроении, производстве упаковочных, фасовочных и разливных машин, робототехнике — в общем, когда требуется высокая точность передвижения исполнительного органа.

В данной статье мы не будем рассматривать гидравлические сервоприводы и под сервоприводом будем понимать электропривод с отрицательной обратной связью.

Есть два типа таких сервоприводов: вращательного и линейного движения. Для вращательного движения используют асинхронные и синхронные электродвигатели, а для линейного в основном применяют механическую передачу в виде шариковинтовой пары с кареткой, перемещающейся по рельсам, линейные актуаторы и линейные серводвигатели.

Как мы уже отмечали выше, сервоприводы обеспечивают точное передвижение исполнительного органа. Но о какой степени точности может идти речь? Если точность вращательного движения измеряется в градусах, то целесообразнее применять сервоприводы на базе асинхронных электродвигателей, где роль устройства обратной связи играет встроенный или помещенный на вал энкодер, а роль привода исполняет всем нам знакомый преобразователь частоты. Но если речь заходит о точности вращательного движения, исчисляемой в угловых минутах, и при этом переключение с прямого на обратное вращение происходит с высокой интенсивностью, то в таком случае оптимальным вариантом станут синхронные электродвигатели на постоянных магнитах. На рис. 1 показаны конструктивные особенности синхронных электродвигателей на примере продуктов компании Kollmorgen.

Рис. 1. Конструктивные особенности синхронных серводвигателей Kollmorgen

Управляются серводвигатели электронными устройствами, которые чаще всего называются сервоусилителями. По своим свойствам сервоусилители похожи на преобразователи частоты, только с той разницей, что в них заложены сложные алгоритмы контура регулирования скорости, позиции и момента. Сервоусилители содержат цифровые входы для устройств обратной связи и чаще всего работают лишь с определенными серводвигателями конкретного производителя.

Однако возможности современных сервоусилителей могут быть более широкими. Например, к устройствам Kollmorgen можно легко, по принципу plug and play, подключить серводвигатели (в том числе асинхронные и индуктивные, с устройствами обратной связи и без них) не только того же производителя, но и других компаний — при использовании моделей SERVOSTAR S700 (рис. 2).

Рис. 2. Электродвигатели, сопрягаемые с сервоусилителями Kollmorgen S700

Рис. 3. Технологии передачи движения

Каков итог?

Как ни крути, ни одной универсальной системы полного привода, подходящей на все случаи жизни, до сих пор не создано. Ее выбор зависит исключительно от поставленных задач и приоритетов. Внедорожные вылазки ограничиваются не чищенной грунтовкой на дачу? Вам за глаза хватит системы On-demand. Мечтаете покорять Эверест, пробиваться сквозь тундру и нырять в болота? Вам нужна система Part-time, способная выдержать многое вдали от цивилизации. Но придется пожертвовать ездовым комфортом и получить навыки уверенного вождения на заднем приводе. Хочется, чтобы было и то и другое? Тогда вам необходима система Full-time, однако стоить она будет как сама по себе, так и в ремонте немалых денег.

Редакция журнала «Движок» выражает благодарность сервисному центру «Дилижанс» за помощь в подготовке материала.