Общие требования к любому виду приводов:
1 – минимальные габаритные размеры, массу и инерцию;
2 – высокие энергетические показатели (мощность к массе);
3 – возможность работы в автоматическом режиме при минимальном времени разгона и торможения;
4 – высокую удельную мощность и КПД;
5 – большой коэффициент усиления мощности (отношение сигнала управления
к выходной мощности);
6 – большое рабочее усилие (момент на выходе);
7 – широкий диапазон регулирования скоростей, характеристики с большим
запасом устойчивости и плавности движения;
8 – быстродействие – движение исполнительного механизма с высокими
скоростями и минимальными погрешностями;
9 – достаточная точность фиксации заданных перемещений
(с точностью до 0,01мм);
10 – малая масса элементов привода при высоком КПД всей конструкции;
11 – обеспечение безопасности (путем минимизации времени торможения,
легкости отключения привода и снятия прикладываемых усилий);
12 – возможность встраивания систем охлаждения и терморегулирования
|
|
для обеспечения тепловых режимов работы привода и стабильности
его характеристики;
13 – удобство монтажа, обслуживания, ремонта, переналадки;
14 – низкий шум;
15 – экономичность расхода энергоносителя при высоком КПД;
16 – невысокую стоимость;
Для решения задачи выбора типа привода представляются существенными следующие признаки классификации приводов:
1. по виду энергоносителя различают следующие типы приводов:
- электрические
- пневматические
- гидравлические
- комбинированные
Не вдаваясь в подробности преимуществ того или иного привода рассмотрим
основные особенности существенные для использования в ПР.
При использовании пневмопривода на первое место выступают:
- дешевизна
- простота конструкции
- высокая надежность
- пожаробезопасность
Основной недостаток- трудность реализации следящего привода из-за высокой
сжимаемости энергоносителя. Поэтому пневмопривод используется главным
образом в ПР с цикловым управлением (с позиционированием исполнительных
звеньев по жестким регулируемым упорам). Другой недостаток связан с
ограничением давления энергоносителя, что приводит к большим, чем у ПР с
гидроприводом, габаритным размерам исполнительных двигателей.
Основные преимущества электропривода перед гидравлическим:
- простота обслуживания
- отсутствие утечек масла
- высокий КПД
- отсутствие дополнительных преобразователей энергии в виде
гидростанции
- более низкий уровень шума
Преимущества гидропривода:
- компактность и малая масса исполнительных двигателей
- низкая постоянная времени и более простое управление маломощными электрогидравлическими преобразователями по сравнению с управлением мощными электромоторами постоянного тока.
|
|
2. По виду исполнительных двигателей выделяют следующие приводы:
- с двигателями поступательного прямолинейного перемещения
(гидроцилиндры, пневмоцилиндры, литейные электродвигатели)
- с вращательными малооборотными двигателями (роторные гидро
и пневмоцилиндры, радиально-поршневые гидромоторы)
- с высокоскоростными вращательными двигателями
(электродвигателями, аксиально- поршневые гидромоторы,
пневмодвигатели).
Приводы первых двух типов в некоторых случаях могут соединяться с
исполнительными звеньями без передаточных механизмов т.е.
непосредственно или с помощью компенсирующих муфт, при этом
конструкция механической системы значительно упрощается. Для приводов
третьего типа редукторы необходимы для согласования скоростей движения и
силовых характеристик ведущих валов двигателей и исполнительных звеньев.
3. По виду передаточных механизмов.
На структуру и кинематику привода влияют тип двигателя и вид перемещения,
обеспечиваемого исполнительным звеном, а так же способ их сочетания.
-в сочетании ВВП передаточные механизмы могут вообще отсутствовать, так
как ведущие элементы двигателей могут быть непосредственно связаны, а в
некоторых случаях сами выполняют его функции. Рассмотрим примеры:
- сочетание ВПП характеризуется необходимостью применения передач,
преобразующих поступательное движение во вращательное и наоборот.
- сочетание ВВВ обуславливает применение редукторов скорости с большим
передаточным числом. Тип редуктора выбирают по ряду параметров из
которых наиболее важными являются мертвый ход в передаче, жесткость,
КПД, свойства самоторможения, сложность конструкции, габариты, масса
передачи, удобство компоновки, уровень шума, долговечность,
технологичность и стоимость.
- сочетание ППП обычно осуществляется с помощью передач двух типов
зубчатых передач: колесо- рейка или винтовых пар.
4. По типу управления можно различать:
- разомкнутые приводы с позиционированием по жестким механическим или электрическим упорам, для них характерно использование цикловых систем управления
- разомкнутые приводы с цифровым управлением, в которых в качестве двигателей могут быть использованы шаговые электромоторы или составные цилиндры (позиционеры)
- следящие приводы, замкнутые с обратной связью по положению, а так же по скорости, силе и др., чаще всего используются следящие гидропривод и электропривод постоянного тока. Эти приводы пригодны как для позиционных так и для контурных систем управления.
5. По способу регулирования энергии, подводимой к механической системе и отводимой от нее.
Большинство приводов являются активными. К пассивным можно отнести приводы цикловых ПР, в которых для отбора мощности из системы используются демпферы.
При окончательном выборе привода учитываются все связанные с предполагаемым функционированием ПР. К ним относятся:
- назначение ПР
- технические характеристики
- условия эксплуатации
- характеристики объектов
- простота и технологичность конструкции
- стоимость комплектующих материалов
- и т.д.
Наконец, выбор типа привода должен происходить одновременно с определением типа и структуры системы управления.