МЕХАНИЗМ ПРЯМОГО ПУСКА
DIRECT STARTING MECHANISM

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для пуска тяжелых загруженных машин, например конвейера, горных машин или пуска газоперекачивающих агрегатов. Примером такого механизма могут быть тяговые двигатели на транспорте, пусковые устройства для насосов, вентиляторов, центрифуг и других механизмов.
Известны различные пути согласования передаточного отношения при передаче движения от двигателя к исполнительному механизму. Наиболее распространенным способом является зубчатый редуктор и фрикционные муфты. Эти механизмы описаны, например, в Артоболевский И.И. «Механизмы в современной технике». Том 4 «Зубчатые механизмы» и Том 5 «Фрикционные механизмы». Москва. Наука 1980 г., а также в: «Преобразователь передаточного отношения, зависящий от нагрузки на валу», пат. RU №2304735, пат. RU №2333405. Недостатком зубчатых редукторов является то, что при их использовании передаточное отношение трансмиссии постоянно, двигатель в большинстве случаев не работает на оптимальном режиме, при этом ухудшается экономичность, увеличиваются нагрузки на двигатель и элементы трансмиссии. Внесение в конструкцию технологически сложных устройств, например, гидромуфт, приводят к удорожанию конструкции и к уменьшению степени надежности. Недостатками известных решений описанных в пат.RU №2304735, пат.RU №2333405 являются сложность конструкции и неоптимальный режим работы в процессе изменения передаточного отношения. Распространенные в промышленности пусковые устройства, частотные регуляторы, управляющие частотой вращения электродвигателя, позволяют регулировать обороты и производить старт, но имеют некоторые недостатки, например при снижении частоты питания необходимо пропорционально уменьшать напряжение, иначе значительно увеличатся намагничивающий ток и потери возрастают. Кроме того, электронные пусковые устройства для высоковольтных электромоторов очень дорогие, и нет надежной элементной базы для их производства. Работа частотных преобразователей описана, например, в: «Режим работы асинхронных и синхронных электродвигателей» И.А. Сыромятников. Госэнергоиздат, 1963.
Поставленная цель достигается тем, что вал привода соединен с запускаемой машиной через механизм прямого пуска, который состоит из планетарной передачи, силовой муфты скольжения и инерционного либо иного специального переключателя. Планетарная передача имеет вход и два выхода. Его вход соединен с валом привода. Один выход соединен с ведомым валом и вращается в ту же сторону, что и вал привода. Второй выход соединен с муфтой, ответная часть которой соединена с валом привода. Двигатель запускается в холостом режиме работы, когда муфта не включена, затем, после достижения оборотов, близких к номинальным, инерционный либо иной специальный переключатель включает силовую муфту скольжения, частично блокируя планетарную передачу. Для синхронного электродвигателя обороты разгона двигателя на холостом ходу могут быть близкими к оборотам входа в синхронизм. При передаточном отношении планетарной передачи равном двум, ведомый вал, соединенный с выходом планетарной передачи, будет разгоняться, при этом на ведомом валу крутящий момент в процессе проскальзывания будет вдвое превышать крутящий момент на валу привода, с разгоном постепенно уменьшаясь. Через муфту будет проходить только часть энергии вращения, а часть энергии будет проходить через планетарный механизм. После разгона механизм вращается с валом привода и ведомым валом как одно целое.
Изобретение поясняется чертежом. На Рис. 1 для примера показан механизм прямого пуска с фрикционной муфтой. Вал привода 1 соединен с входом дифференциала, с водилом планетарной передачи 7. Сателлиты 6 передают вращение на центральную шестерню 8 и венец 5. Венец 5 соединен с ведомым валом 9. А центральное колесо соединено с диском 4 фрикционной муфты, ответный диск 3 которой, соединен с валом привода 1. На ведомый вал во время пуска передается вращение с повышенным крутящим моментом и передаточным отношением. А второй выход дифференциала, центральное колесо 8 с диском фрикционной муфты 3, при проскальзывании стремится вращаться в обратную сторону, но при сжатии муфты увлекается вместе со всем механизмом в сторону вращения вала привода и ведомого вала, при этом частично блокирует дифференциал, понижая передаточное отношение от вала привода на ведомый вал. Чем больше проскальзывание, тем больше передаточное отношение и крутящий момент на ведомый вал. Для сжатия муфты служит инерционный переключатель 2. При пуске двигателя, на малых оборотах муфта выключена, и вал привода свободен. Двигатель разгоняется на холостом ходу. После достижения номинальных оборотов, сила инерции от вращения вала двигателя, посредством инерционного переключателя, сжимает диски фрикционной муфты и включает дифференциал. При проскальзывании в фрикционной муфте, на ведомом валу увеличены передаточное отношение и крутящий момент. Часть энергии идет через элементы дифференциала, и только часть через фрикционную муфту. После разгона весь механизм вращается вместе с валом привода и ведомым валом.