Uppbygging og meginregla rekstrarkerfis ABB VD4 rofa

Hinn VD4, frægi miðspennurofinn frá ABB, hefur selst í næstum einni milljón eintökum um allan heim. Þrátt fyrir áreiðanleika hans geta bilanir komið upp, sérstaklega í stjórnbúnaði. Viðhaldsstarfsmenn treysta á handbók ABB, en ítarlegar leiðbeiningar eru af skornum skammti. Með því að greina úreltan VD4-rofa veitir höfundurinn innsýn til að aðstoða við verkleg vinnu.

VD4 vélbúnaðurinn er með planar skrúfjöðrun og aðalás, með fjölþrepa útleysingu til að viðhalda og umbreyta stöðu, sem gefur frá sér kraft í gegnum kambstöng.

1. Orkugeymsla:

VD4 notar stöðugar, flatar skrunfjaðrir, sem bætir skilvirkni vélarbúnaðarins samanborið við hefðbundnar fjaðrir.

Breyttur texti:

Mynd 1: Fjöður með sléttu skrúfu

Eins og sýnt er á mynd 1 er annar endi sléttu skrúfufjaðrarinnar festur við aðalásinn, en hinn endinn er festur við fjöðrunarhlífina. Við orkugeymslu helst aðalásendi snúningsfjaðrarinnar kyrrstæður og orkugeymslumótorinn eða orkugeymsluvippan snýr fjöðrunarhlífinni réttsælis (séð frá vinstri hlið vélbúnaðarins; sama stefna gildir alls staðar) í gegnum palhnappinn, keðjuna og stóra gírinn, og spennir þannig skrúfufjaðrina.

Þegar kemur að opnun og lokun er skelendi skrúfjaðrarinnar fastur og þegar útsleppibúnaðurinn losnar snýst aðalásinn réttsælis undir áhrifum skrúfjaðrarinnar og gefur frá sér geymda orku.

Þar sem VD4 notar flatan skrúffjaður er umskiptin á milli „óhlaðinnar“ og „geymdrar“ stöðu fjöðursins frábrugðin flestum fjaðurstýrðum aðferðum. Þetta felur í sér bilsbundna uppsetningu á skrúffjaðurhjúpnum, sem auðveldast er með samhæfingu disks, hjálparkamba sem festur er við aðalásinn og rúllu sem fest er á tengistöng orkugeymslunnar. Einfaldara sagt, þegar orkugeymslunni er lokið, festist rúllan, knúin áfram af tengistöng orkugeymslunnar, í hak á diskinum. Þar af leiðandi snýst tengistöng orkugeymslunnar í ákveðinn horn, sem veldur því að tengiliður hjálpargeymslunnar og vélræni vísir orkugeymslunnar skipta yfir í „Orkugeymd“ ástand. Aftur á móti, meðan á lokunarferli rofans stendur, fer hámarksradíus hjálparkambansins yfir bil disksins og ýtir rúllunni aftur að ytri brún disksins. Þessi aðgerð knýr tengistöng orkugeymslunnar aftur í upprunalegt horn, sem veldur því að tengiliður hjálpargeymslunnar og vélræni vísir orkugeymslunnar snúa aftur í „Óorkugeymd“ ástand.

Mynd 2: Skýringarmynd af breytingum í orkugeymsluástandi

Mikilvægt er að hafa í huga að ef um hefðbundinn VD4 rofa er að ræða sem er í opinni stöðu án orkugeymslu, þá er umtalsverð orka geymd í planar rúllufjöðrinni. Því verður samt sem áður að gera öryggisráðstafanir.

2. Ferðaeining

Útleysingareiningin í VD4 rofastýrikerfinu státar af glæsilegri og sérstakri hönnun. Þrátt fyrir augljósa flækjustig má, eftir að hún er tekin í sundur og greind, skipta henni í þrjár grundvallarútleysingarbyggingar:

Fyrsta stigs útfellingargrindin samanstendur af fremri rúllu og bremsudiski stórrar viftulaga plötu, sem virkar sem sérhæfð útfellingargrind með „læsingu + rúllu“. Annað stigið samanstendur af stórri viftulaga plötu og stórum hálfás, sem myndar dæmigerða útfellingargrind með „hálfás + viftulaga plötu“. Þriðja stigið inniheldur hálfás sem opnast, viftulaga opnunarplötu, hálfás sem lokast og viftulaga lokunarplötu, sem saman mynda tvö sett af útfellingarklemmusamsetningum með „hálfás + viftulaga plötu“.

Mynd 3: Uppbyggingarmynd af útrásareiningunni

Útilokunareiningin í VD4 rofastýrikerfinu gegnir bæði hald- og útilokunarhlutverki. Við skulum skoða þessar aðgerðir nánar.

Halda virkni:

Sem dæmi má nefna að þegar lokuninni er lokið fellur fremri rúlla stóru viftulaga plötunnar í samsvarandi rauf á bremsudiskinum. Á þessum tímapunkti er stóri hálfásinn örugglega haldinn á sínum stað með klípugrind sem myndast af opnunar- og lokunarplötunum. Þetta kemur í veg fyrir að fremri rúllurnar á stóru plötunum lyftist, sem læsir bremsudiskinum í raun og heldur aðalásnum í lokunarstöðu.

Útleysingaraðgerð:

Við skulum nú skoða útfellingaraðgerðina með því að nota opnunaraðgerðina sem dæmi. Þegar vélbúnaðurinn fær opnunarskipun snýst hálfás opnunarinnar réttsælis um ákveðið horn. Þessi hreyfing veldur því að opnunarviftuplatan missir tímabundna stoðpunktinn sinn og snýst réttsælis, sem sundrar tönglaga stuðningsgrindinni sem myndast af opnunar- og lokunarviftuplötunum. Fyrir vikið snýst stóri hálfásinn rangsælis undir áhrifum afturfjöðursins og losar stóru viftuplötuna. Stóra viftuplatan lyftir síðan fremri rúllunni undir áhrifum afturfjöðursins og losar bremsudiskinn. Bremsudiskurinn snýst réttsælis undir áhrifum skrúfufjöðrarinnar og hefst opnunaraðgerðina.

Við opnun ýtir tengistöngin á hjálparásnum í opnunar- og lokunarstöðu (eins og sýnt er á mynd 4) á opnunargeirann til að endurstilla hann og festa hann aftur við opnunarhálfásinn. Þetta endurheimtir klemmulaga stuðningsbyggingu sem myndast af opnunar- og lokunargeirunum og ýtir stóra hálfásnum aftur í upprunalegt horn. Samtímis virka hjálpardiskarnir báðum megin við bremsudiskinn á afturrúllur stóru viftulaga plötunnar þegar þær snúast með aðalásnum. Þetta lyftir aftari hluta stóru viftulaga plötunnar og lækkar framhlutann og undirbýr hann fyrir næstu læsingu framrúllunnar við bremsudiskinn.

Mynd 4: Opnunar- og lokunarstaða tengistöng hjálparáss

Tengistöng hjálparássins gegnir lykilhlutverki í virkni rofakerfisins VD4. Hún tryggir mjúka umskipti milli opnunar- og lokunarstöðu með því að tengja opnunar- og lokunarplöturnar og auðvelda hreyfingu þeirra.

3. Úttakseining

Úttakseining VD4 stýrikerfisins er mikilvægur þáttur sem breytir snúningshreyfingu aðalássins í línulega hreyfingu sem þarf til að opna og loka rofanum. Hún samanstendur af þremur kambdiskum sem eru festir á aðalásinn og þremur tvíarma hreyfanlegum tengjum sem staðsettir eru neðst á kerfinu.

Tvöfaldur hreyfilekkur virkar sem vogstangir, með stoðpunktinn staðsettan í miðjunni. Fremri endi vogstangarinnar er undir áhrifum kambdisksins á aðalásnum, en aftari endinn er tengdur við einangrandi togstöng lofttæmisbólunnar og opnunarfjöðrina.

Við lokun snýst kambdiskurinn með aðalásnum og þrýstir niður á rúllurnar á fremri enda tvíarma hreyfanlegs tengilsins. Þessi aðgerð lyftir aftari enda tengilsins, ýtir einangrandi togstönginni upp og lokar fyrir kraftmikla og kyrrstæða tengiliði innan lofttæmisbólunnar. Samtímis er opnunarfjöðurinn þjappaður saman og geymir orku fyrir síðari opnunaraðgerð.

Aftur á móti, við opnunina, snýst kambdiskurinn í gagnstæða átt og losar rúllurnar á fremri enda tvíarma hreyfibúnaðarins. Þetta gerir opnunarfjöðrinni kleift að þenjast út, aðskilur kraftmikla og kyrrstæða tengiliði og opnar rafrásina.

4. Læsingarvirkni

Stýrikerfi VD4 inniheldur alhliða læsingaraðgerð sem eykur öryggi og áreiðanleika. Hér er nánari skoðun á hverjum læsingareiginleika:

1. Bann við lokun þegar handvagninn er í miðstöðu:
   • Rafsegulmagnaður læsingarsegul (Y1) er settur upp.
   • Takmörkunarrofar (S8 og S9) eru tengdir samsíða rafsegli lokunarlássins til að mynda lokunarlásrásina.
   • Þegar handvagninn er í prófunarstöðu eða vinnustöðu tengist annað hvort S8 eða S9 við lokunarlásrásina, hleður rafsegul lokunarlássins og losar um vélræna læsingu lokunarhálfássins.
   • Hjálparrofi (S2) í lokunarrás rofans er tengdur í röð við hreyfanlegan járnkjarna lokunarlæsingarrafsegulsins, sem undirbýr rásina til að framkvæma lokunarskipunina. Eins og getið er hér að ofan sameinar aðgerðin vélræna læsingu og rafræna læsingu, sem er alhliða læsingarkerfi.

Lýsingin sem hér fylgir lýsir ítarlega mikilvægi og virkni hjálparrofa S2 í lokunarrás VD4 rafmagnsstýringarmyndar fyrir handvagnsrofa. Hér er stutt samantekt og útskýring á lykilatriðunum:

Hjálparrofi S2 í lokunarrásinni

1. Aukin læsingaráreiðanleiki:
   • Hjálparrofinn S2 er notaður ásamt vélrænni læsingu sem kemur frá lokunarrafseglinum Y1.
   • Þessi tvöfaldi læsingarbúnaður eykur áreiðanleika læsingarvirkni rofans.
2. Forvarnir gegn ofhitnun og skemmdum:
   • Ef S2 er ekki innifalinn í lokunarrásinni og handvagn rofans fær lokunarskipun í miðstöðu, þá myndi lokunarrásin verða virkjuð.
   • Vegna lokunarrafsegulsins Y1 getur lokunarhálfásinn ekki snúist, sem kemur í veg fyrir að rofinn lokist.
   • Þetta myndi leiða til langvarandi orkugjafar á lokandi rafsegulinn, sem myndi valda því að hann ofhitnaði og hugsanlega brenndi út.
3. Hlutverk hjálparrofa:
   • Með því að fella S2 inn í rafrásina er tryggt að lokunarrafsegulinn sé aðeins virkur þegar rofinn er í réttri stöðu til lokunar.
   • Þetta kemur í veg fyrir óþarfa orkuöflun og hugsanlega skemmdir á rafsegulnum.

Lokunarlásarbúnaður

1. Vélræn læsing:
   • Lokunarláskerfið er eingöngu vélrænt kerfi sem notar fjögurra arma uppbyggingu sem samanstendur af læsingarplötu rofans, læsingarstöng og læsingarstöng.
   • Þessi búnaður er settur á milli leiðarskrúfu undirvagnsbílsins og lokunarhálfs ás rofans.
2. Virkni:
   • Þegar handvagn rofans er í prófunar- eða vinnustöðu er læsingarplata rofans í undirvagninum lárétt, sem gerir lokunarhálfásnum kleift að snúast frjálslega.
   • Þegar handvagninn er í miðstöðu lyftist lásplötunni með leiðarskrúfunni, sem veldur því að læsingarstöngin grípur í plastkamminn á lokahálfskaftinu og læsir snúning hans.

Að lokum má segja að hjálparrofinn S2 í lokunarrásinni og lokunarlásarinn séu báðir mikilvægir þættir sem tryggja örugga og áreiðanlega notkun handvagns rofans. Þeir vinna saman að því að koma í veg fyrir óheimilar eða óöruggar lokunaraðgerðir og vernda búnaðinn fyrir hugsanlegum skemmdum.

Mynd 6 Lokunarlásarbúnaður

Lýsingin sem hér fylgir gefur ítarlegt yfirlit yfir íhluti handvagnsins VD4 og virkni þeirra, með sérstakri áherslu á öryggisbúnað og takmarkanir í notkun. Hér er samantekt og útskýring á lykilatriðum:

1. Aflögun og viðhald undirvagns:
   • Rannsóknin leiddi í ljós að aflögun eða klemma undirvagnsins getur komið í veg fyrir að vélræna læsingin losni rétt, sem leiðir til þess að lokunarspólan brennur.
   • Til að koma í veg fyrir þetta ætti að framkvæma reglulega skoðun og viðhald á tengdum íhlutum til að tryggja að undirvagninn sé í góðu ástandi.
2. Að loka fyrir hreyfingu handvagns þegar rofi er lokaður:
   • VD4 rofinn notar vélrænan læsingarbúnað til að koma í veg fyrir að handvagninn geti færst inn eða út þegar rofinn er lokaður.
   • Þetta er náð með samvinnu milli læsingarrammans á samlæsingarplötunni og fremri rúllanna á B-fasa tvíarma hreyfanlegum tengil.
   • Þegar rofinn er lokaður þrýstist framrúllurnar niður og myndast lítið bil við læsingarrammann. Tilraun til að færa handvagninn veldur því að leiðarskrúfan ýtir á læsingarplötuna, sem aftur bregst við leiðarskrúfunni og hindrar hreyfingu hennar.
3. Loka lokunarrofa án orkugeymslu:
   • Það er afar mikilvægt að rofinn hafi næga orku geymda áður en hægt er að loka honum.
   • Án orkugeymslu eða ófullnægjandi orkugeymslu mun lokunarhraði og -kraftur minnka, sem gæti leitt til lokunarbilunar.
   • VD4 rofinn notar samvinnu milli læsingarplötu orkugeymslunnar og framlengingarplötu lokunarviftulaga plötunnar til að loka fyrir lokun þegar engin orkugeymsla er til staðar.
   • Þegar orkugeymslunni er lokið grípur rúllan á tengistöng orkugeymslunnar við diskinn, sem gerir rofanum kleift að lokast eðlilega.

Í stuttu máli eru íhlutir handvagnsins VD4 öryggisbúnaður til að koma í veg fyrir óeðlilega virkni, svo sem að loka fyrir hreyfingu þegar rofinn er lokaður og koma í veg fyrir lokun án nægilegrar orkugeymslu. Reglulegt viðhald og skoðun þessara íhluta er nauðsynleg til að tryggja örugga og áreiðanlega notkun búnaðarins.

Mynd 8 a Staðsetning læsingarplötu orkugeymslu þegar orka er geymd

Endurskoðaður texti:

Mynd 8(b) sýnir staðsetningu læsingarplötunnar fyrir orkugeymslu þegar engin orka er geymd.

Til að bæta við fyrrnefndan vélrænan læsingarbúnað er VD4 rofinn einnig tengdur í röð við orkugeymslurofann S1 (eins og sýnt er á mynd 5) innan lokunarrásarinnar. Þessi uppsetning eykur raflæsingarvirknina og verndar gegn hugsanlegri bruna lokunarrafsegulsins.