Запобіжні пристрої не допускають аварій при порушенні нормального режиму роботи машини.
Запобіжні пристрої можна розділити на дві групи:
- пристрої зі спеціально передбаченим слабкою ланкою, яке в критичний момент руйнується і тим самим попереджає аварію;
- пристрої, що не виходять з ладу після спрацьовування.
До першої групи відносять спеціальні штифти, муфти, плавкі запобіжники, запобіжні мембрани і ін.
До другої групи належать запобіжні клапани; кінцеві вимикачі; обмежувачі вантажопідйомності, швидкості та ін.
Штифти і запобіжні муфти - пристрої, що забезпечують передачу крутного моменту не вище встановленої величини. При виникненні небезпечних перевантажень робочих органів машин штифт або зрізна шпилька, що з'єднують привід або безпосередньо робочий вал ...
обладнання, зрізаються і робота механізмів припиняється.
Методика розрахунку запобіжних штифтів полягає у визначенні зусилля зрізу штифта.
Зусилля зрізу штифта (Н) розраховують за формулою:
де кn - коефіцієнт допустимої перевантаження (1,3 ... 1,4);
М - крутний момент на валу при максимальному завантаженні
обладнання, Н × м;
Rш - радіус кола зрізу штифта, м.
Крутний момент на валу (Н × м) визначають за формулою:
де N - потужність електродвигуна, кВт;
n - число обертів вала, об / хв.
Межа міцності штифта при зрізі визначають за виразом:
де Sср - межа міцності штифта при розриві, Па;
до - коефіцієнт міцності (для сірого чавуну 1,1 ... 1,5)
Штифт рекомендують виконувати з сірого чавуну СЧ12-28 або Сч15-32.
Більш досконалими пристроями, що автоматично відключають робочі органи при їх перевантаженні, є фрикційні, електромагнітні та інші муфти, що дозволяють регулювати величину крутного моменту.
Муфти на відміну від штифтів і шпильок не потребують частої зміни.
Для попередження аварії при перевантаженні підйомно-транспортного обладнання використовують кулачкову запобіжну муфту.
Від приводного вала крутний момент передається ведучому і ведов кулачковим дискам. Диски стискаються пружиною, через циліндричні виступи відомого диска, які входять в пази втулки, крутний момент передається зірочці, закріпленої на втулці. При досягненні граничного моменту кулачки ведучого диска, долаючи натяг пружини, ковзають по похилій поверхні кулачків веденого диска і потрапляють в проміжки між сусідніми кулачками. При цьому лунає специфічний звук (тріск), що сигналізує про настала перевантаження механізму.
Силу стиснення пружини (МН) визначають за формулою:
де Р - окружне зусилля на середньому діаметрі муфти, МН;
a - кут нахилу бічної поверхні кулачка (25 ... 35 0);
r - кут тертя між кулачками (8 ... 10 0);
Дср - діаметр окружності точок прикладання окружного зусилля до кулачкам муфти, м;
КТР - коефіцієнт тертя в шпонкових з'єднань рухомий втулки (0,12 ... 0,15).
Переданий муфтою крутний момент (МН × м) визначають за виразом:
Спрацьовування муфти відбувається при граничному моменті е:
де кn - коефіцієнт перевантаження (1,1 ... 1,4)
Чутливість муфти характеризують коефіцієнтом:
де l - повне осідання пружини при граничному моменті, м;
j - жорсткість пружини, МН / м (j = Q / l)
h - висота кулачка, м.
Чим більше значення j. тим вище чутливість муфти. Рекомендують приймати j = 3,5 ... 6,0.
На обладнанні, в якому утворюється пилоповітряна суміш і може виникнути вибух (дезінтегратори, молотковідробарки і інші машини ударного подрібнення), встановлюють запобіжні мембрани (Вибухорозрядники).
Вибухорозрядники приєднують до спеціального отвору в кожусі машини, яка складає не менше 0,03м 2 на 1м 3 захищається внутрішнього обсягу обладнання. Корпус машини повинен знаходитися під невеликим вакуумом, щоб пил не виділялася в приміщення. Ось чому взриворазрядное отвір перекривають легкоразрушающейся перегородкою - мембраною. Мембрана повинна легко руйнуватися надлишковим тиском, але зберігатися при вакуумі і вібрації. Його виготовляють з алюмінієвої або мідної фольги. Товщину металевої мембрани (мм) визначають за формулою:
де КПР - коефіцієнт міцності (для алюмінієвих мембран КПР = 0,33 ... 0,38; для мідних мембран КПР = 0,15 ... 0,18);
Р - руйнівне тиск, Па (р = 0,6 × 10 -5 Па);
Д - діаметр мембрани, мм (Д = 125 ... 150мм).
Для захисту електродвигунів від перевантаження використовують теплові реле з біметалічною пластинкою (рис.1.2.)
Мал. 1.2. Теплове реле з біметалічною пластиною.
1 - нагрівальний елемент; 2 - корпус реле; 3 - кнопка; 4 - тяга;
5 - контакти; 6 - важіль; 7 - біметалічна пластинка.
Теплові реле мають три основні частини:
- нагрівальний елемент, що включається послідовно в захищається від перевантаження мережу;
- біметалічну пластинку, що складається з двох спресованих металевих пластинок з різними коефіцієнтами лінійного розширення;
При протіканні через нагрівальний елемент струму, що перевищує номінальний струм двигуна або мережі, елемент виділяє таку кількість тепла, при якому незакріплений (лівий) кінець біметалічної пластини піднімається вгору, згинається в бік металу з меншим коефіцієнтом лінійного розширення, звільняючи засувку важеля. Своїм нижнім кінцем важіль переміщує тягу вліво, яка розмикає контакти. Контакти розривають ланцюг управління, наприклад магнітного пускача. Кнопка, що виходить за межі корпусу реле, служить для повернення важеля у вихідне положення після спрацьовування реле.
Розміщення обладнання та огороджувальні засоби захисту