Устройство для пуска нагруженного механизма
DEVICE FOR STARTING THE LOADED 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 передачи энергии вращения 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. 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. Недостатком известного решения описанного в пат. RU №2726215 является то, что для пуска необходимо преодолевать силу трения в силовой муфте скольжения от старта до достижения максимальных оборотов. 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 силовой муфтой скольжения и входом асимметричного планетарного дифференциала, установленного на валу двигателя и имеющего возможность вращаться вокруг вала и имеющего два выхода, один из которых, передающий больший крутящий момент, соединен с ведомым валом, а второй соединен с ответной частью силовой муфты скольжения и сцепной управляемой муфтой или обгонной муфтой, соединяющий его с корпусом. Во время старта силовая муфта скольжения рассоединена, а сцепная управляемая муфта или обгонная муфта соединяет второй выход с корпусом. Второй выход стремится вращаться в сторону обратную вращения вала, но это невозможно, потому, что он соединен муфтой с корпусом. В случае, когда используется не сцепная, а обгонная муфта, ответная часть которой соединена с корпусом, это также невозможно. Поэтому второй выход зафиксирован и дифференциал работает как редуктор с большим передаточным отношением. Выход, который соединен с ведомым валом разгоняет его до скорости определенной передаточным отношением редуктора. После этого управляемая сцепная муфта отключает второй выход от корпуса и включается силовая муфта скольжения и оба выхода дифференциала вращают ведомый вал в одну сторону, один выход через шестерни, а второй с проскальзыванием в силовой муфте заставляет вращаться весь дифференциальный механизм вокруг вала привода, разгоняя ведомый вал. Весь механизм вращается вокруг оси и разгоняется до скорости вращения вала привода. Так как проскальзывание в силовой муфте скольжения уменьшается, доля вращения через шестерни дифференциала уменьшается и крутящий момент на ведомом валу уменьшается и, когда силовая муфта скольжения замыкается, крутящий момент и обороты ведомого вала равны оборотам вала привода. Когда вместо сцепной муфты стоит обгонная, она также не позволяет второму выходу вращаться в обратную сторону, а после включения силовой муфты скольжения, освобождает второй выход от корпуса и оба выхода вращаются в одну сторону, разгоняя ведомый вал. Через силовую муфту скольжения проходит только часть энергии вращения, а часть энергии будет проходить через зубчатые шестерни планетарного механизма. 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, центральным колесом 4, с фрикционной муфтой 2, ответная часть которой соединена со вторым выходом дифференциала, венцом 5, и с обгонной муфтой 3, ответная часть которой соединена с корпусом. Сателлиты 6, установленные на водиле 7 соединены с ведомым валом 8. На ведомый вал во время пуска, когда фрикционная муфта не включена, передается вращение с повышенным крутящим моментом и передаточным отношением. А второй выход дифференциала, венец 5 с диском фрикционной муфты 2, при проскальзывании стремится вращаться в обратную сторону, но это невозможно, потому что этому препятствует обгонная муфта 3. После разгона вала привода включается фрикционная муфта, и обгонная муфта отключает второй выход дифференциала от корпуса. При соединении дисков муфты второй выход 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 меньше проскальзывание, тем меньше передаточное отношение на ведомый вал. При проскальзывании во фрикционной муфте часть энергии идет через элементы дифференциала, и только часть через фрикционную муфту. После разгона весь механизм вращается вместе с валом привода и ведомым валом.