ABB VD4 ķēdes pārtraucēja darbības mehānisma struktūra un princips

The VD4, ABB slavenais vidēja sprieguma ķēdes pārtraucējs, visā pasaulē ir pārdots gandrīz viens miljons vienību. Neskatoties uz tā uzticamību, rodas kļūmes, īpaši darbības mehānismā. Apkopes personāls paļaujas uz ABB rokasgrāmatu, taču detalizētu rokasgrāmatu ir maz. Analizējot nolietota VD4 slēdža modeli, autors sniedz ieskatu, kas palīdzēs praktiskajā darbā.

VD4 mehānismam ir plakana spirālveida atspere un galvenā vārpsta ar daudzpakāpju izslēgšanu pozīcijas uzturēšanai un pārveidošanai, kas tiek izvadīta caur sadales sviru.

1. Enerģijas uzglabāšana:

VD4 izmanto stabilas plaknes spirālatsperes, kas uzlabo mehānisma efektivitāti salīdzinājumā ar tradicionālajām atsperēm.

Rediģēts teksts:

1. attēls: plaknes spirālveida atspere

Kā parādīts 1. attēlā, viens plakanās spirālveida atsperes gals ir piestiprināts pie galvenās vārpstas, bet otrs gals ir piestiprināts pie atsperes korpusa. Enerģijas uzkrāšanas laikā spirālveida atsperes galvenās vārpstas gals paliek nekustīgs, un enerģijas uzkrāšanas motors vai enerģijas uzkrāšanas šūpuļsvira griež atsperes korpusu pulksteņrādītāja virzienā (skatot no mehānisma kreisās puses; visā mehānismā ir spēkā viena un tā pati orientācija), izmantojot sprūdrata sprūdu, ķēdi un lielo zobratu, tādējādi nospriegojot spirālveida atsperi.

Atvēršanas un aizvēršanas laikā spirālveida atsperes korpusa gals ir fiksēts, un, atbrīvojot iedarbināšanas mehānismu, galvenā ass spirālveida atsperes piedziņas ietekmē griežas pulksteņrādītāja virzienā, atbrīvojot uzkrāto enerģiju.

Ņemot vērā, ka VD4 izmanto plakanu spirālatsperi, pāreja starp atsperes "neuzlādēto" un "uzkrāto" stāvokli atšķiras no vairuma atsperu darbināmo mehānismu. Tā ietver spraugas fiksētu izvietojumu uz spirālatsperes apvalka, ko atvieglo diska, pie galvenās vārpstas piestiprinātas palīgizciļņa un uz enerģijas uzkrāšanas savienojošā stieņa piestiprināta veltņa koordinācija. Vienkāršāk sakot, kad enerģijas uzkrāšana ir pabeigta, veltnis, ko darbina enerģijas uzkrāšanas savienojošais stienis, ieķeras diska iecirtumā. Līdz ar to enerģijas uzkrāšanas savienojošais stienis pagriežas noteiktā leņķī, liekot saistītajam enerģijas uzkrāšanas palīgkontaktam un enerģijas uzkrāšanas mehāniskajam indikatoram pārslēgties uz "enerģijas uzkrāšanas" stāvokli. Savukārt ķēdes pārtraucēja aizvēršanās procesa laikā palīgizciļņa maksimālais rādiuss šķērso diska spraugu, atgrūžot veltni atpakaļ uz diska ārējo malu. Šī darbība atgriež enerģijas uzkrāšanas savienojošo stieni sākotnējā leņķī, liekot enerģijas uzkrāšanas palīgkontaktam un enerģijas uzkrāšanas mehāniskajam indikatoram atgriezties stāvoklī "enerģijas neuzkrāšana".

2. attēls: Enerģijas uzkrāšanas stāvokļa pārejas shematiska diagramma

Ir svarīgi atzīmēt, ka tradicionālā VD4 slēdža gadījumā, kas atrodas atvērtā stāvoklī bez enerģijas uzkrāšanas, plakanās spirālveida atsperes iekšpusē joprojām ir uzkrāts ievērojams enerģijas daudzums. Tāpēc joprojām ir jāveic drošības pasākumi.

2. Ceļojuma modulis

VD4 slēdža darbības mehānisma atvienošanas modulim ir elegants un atšķirīgs dizains. Neskatoties uz šķietamo sarežģītību, to izjaucot un analizējot, visu atvienošanas moduli var iedalīt trīs pamata atvienošanas struktūrās:

Pirmās pakāpes atvienošanas struktūra sastāv no lielās vēdekļveida plāksnes priekšējā veltņa un bremžu diska, kas darbojas kā specializēta "fiksatora + veltņa" atvienošanas struktūra. Otrā pakāpe ietver lielo vēdekļveida plāksni un lielo pusvārpstu, veidojot tipisku "pusvārpstas + vēdekļveida plāksnes" atvienošanas struktūru. Trešajā pakāpē ietilpst atveramā pusvārpsta, atveramā vēdekļveida plāksne, aizveramā pusvārpsta un aizveramā vēdekļveida plāksne, kas kopā veido divus "pusvārpstas + vēdekļveida plāksnes" atvienošanas skavu kombināciju komplektus.

3. attēls: Brauciena moduļa strukturālā shēma

VD4 slēdža darbības mehānisma atvienošanas modulis veic gan noturēšanas, gan atvienošanas funkciju. Apskatīsim šīs funkcijas sīkāk.

Turēšanas funkcija:

Ņemot par piemēru aizvēršanas pozīciju, kad aizvēršanas darbība ir pabeigta, lielās vēdekļveida plāksnes priekšējais veltnis iekrīt atbilstošajā bremžu diska spraugā. Šajā brīdī lielo pusvārpstu droši notur vietā knaibles, ko veido atvēršanas un aizvēršanas sektora plāksnes. Tas neļauj lielo sektora plākšņu priekšējiem veltņiem pacelties, efektīvi bloķējot bremžu disku un noturot galveno vārpstu aizvēršanas pozīcijā.

Atslēgšanas funkcija:

Tagad aplūkosim izslēgšanas funkciju, izmantojot atvēršanas darbības piemēru. Kad mehānisms saņem atvēršanas komandu, atvēršanas pusass pagriežas pulksteņrādītāja virzienā par noteiktu leņķi. Šī kustība izraisa atvēršanas ventilatora plāksnes pagaidu atbalsta punkta zaudēšanu un griešanos pulksteņrādītāja virzienā, sadalot knaibles formas atbalsta konstrukciju, ko veido atvēršanas un aizvēršanas ventilatora formas plāksnes. Tā rezultātā lielā pusass atgriezes atsperes darbības rezultātā griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam, atbrīvojot lielo ventilatora formas plāksni. Pēc tam lielā ventilatora formas plāksne atgriezes atsperes darbības rezultātā paceļ priekšējo veltni, atbrīvojot bremžu disku. Bremžu disks griežas pulksteņrādītāja virzienā spirālveida atsperes darbības rezultātā, uzsākot atvēršanas darbību.

Atvēršanas procesa laikā atvēršanas un aizvēršanas pozīcijas palīgvārpstas savienojošais stienis (kā parādīts 4. attēlā) nospiež atvēršanas sektora plāksni, lai tā atgrieztos sākotnējā stāvoklī, un atkal saslēdzas ar atvēršanas pusvārpstu. Tas atjauno atvēršanas un aizvēršanas sektora plākšņu veidoto skavas formas atbalsta konstrukciju un atgriež lielo pusvārpstu sākotnējā leņķī. Vienlaikus palīgdiski abās bremžu diska pusēs iedarbojas uz lielās vēdekļveida plāksnes aizmugurējiem veltņiem, tiem rotējot kopā ar galveno vārpstu. Tas paceļ lielās vēdekļveida plāksnes aizmugurējo daļu un nolaiž priekšējo daļu, sagatavojot to nākamajai priekšējā veltņa fiksācijai pie bremžu diska.

4. attēls: Palīgvārpstas savienojošā stieņa atvēršanas un aizvēršanas pozīcija

Palīgvārpstas savienojošajam stienim ir izšķiroša loma VD4 slēdža mehānisma darbībā. Tas nodrošina vienmērīgu pāreju starp atvēršanas un aizvēršanas pozīcijām, savienojot atvēršanas un aizvēršanas sektora plāksnes un atvieglojot to kustību.

3. Izejas modulis

VD4 darbības mehānisma izejas modulis ir svarīga sastāvdaļa, kas pārveido galvenās vārpstas rotācijas kustību lineārā kustībā, kas nepieciešama ķēdes pārtraucēja atvēršanai un aizvēršanai. Tas sastāv no trim sadales diskiem, kas uzstādīti uz galvenās vārpstas, un trim divkāršām kustīgām saitēm, kas atrodas mehānisma apakšā.

Divkāršās sviras kustīgā saite darbojas kā svira, kuras atbalsta punkts atrodas pa vidu. Sviras priekšējo galu ietekmē galvenās vārpstas sadales disks, savukārt aizmugurējo galu ietekmē vakuuma burbuļa izolācijas stienis un atvēršanas atspere.

Aizvēršanas laikā sadales disks griežas kopā ar galveno vārpstu, spiežot uz leju veltņus divkāršās sviras kustīgās saites priekšējā galā. Šī darbība paceļ saites aizmugurējo galu, spiežot izolējošo vilkšanas stieni uz augšu un aizverot dinamiskos un statiskos kontaktus vakuuma burbulī. Vienlaikus atvēršanas atspere tiek saspiesta, uzkrājot enerģiju nākamajai atvēršanas darbībai.

Un otrādi, atvēršanas operācijas laikā sadales disks griežas pretējā virzienā, atbrīvojot veltņus divkāršās sviras kustīgās saites priekšējā galā. Tas ļauj atvēršanas atsperei izplesties, atdalot dinamiskos un statiskos kontaktus un atverot ķēdi.

4. Bloķēšanas funkcija

VD4 darbības mehānisms ietver visaptverošu bloķēšanas funkciju, kas uzlabo drošību un uzticamību. Šeit ir tuvāk aplūkotas visas bloķēšanas funkcijas:

1. Aizliegums aizvērt, kad rokas ratiņi atrodas vidējā pozīcijā:
   • Ir uzstādīts aizvēršanas bloķēšanas elektromagnēts (Y1).
   • Robežslēdži (S8 un S9) ir savienoti paralēli aizvēršanas bloķēšanas elektromagnētam, veidojot aizvēršanas bloķēšanas ķēdi.
   • Kad rokas ratiņi atrodas testa vai darba pozīcijā, vai nu S8, vai S9 pieslēdzas aizvēršanas bloķēšanas ķēdei, uzlādē aizvēršanas bloķēšanas elektromagnētu un atbrīvo aizvēršanas pusass mehānisko bloķēšanu.
   • Palīgslēdzis (S2) ķēdes pārtraucēja aizslēgšanas ķēdē ir savienots virknē ar aizslēgšanas bloķēšanas elektromagnēta kustīgo dzelzs serdi, sagatavojot ķēdi aizslēgšanas komandas izpildei. Iepriekš minētais pasākums apvieno mehānisko bloķēšanu un elektrisko bloķēšanu, kas ir visaptveroša bloķēšanas shēma.

Sniegtajā aprakstā ir sīki aprakstīta palīgslēdža S2 nozīme un funkcionalitāte VD4 elektriskās vadības elektroinstalācijas shēmas slēgšanas ķēdē rokas ratiņu tipa automātiskajam slēdzim. Šeit ir sniegts īss galveno punktu kopsavilkums un skaidrojums:

Palīgslēdzis S2 noslēguma ķēdē

1. Uzlabota bloķēšanas uzticamība:
   • Palīgslēdzis S2 tiek izmantots kopā ar mehānisko bloķēšanu, ko nodrošina aizvēršanas bloķēšanas elektromagnēts Y1.
   • Šis divkāršais bloķēšanas mehānisms palielina ķēdes pārtraucēja bloķēšanas funkcijas uzticamību.
2. Pārkaršanas un bojājumu novēršana:
   • Ja S2 nav iekļauts aizslēgšanas ķēdē un ķēdes pārtraucēja rokas ratiņi saņem aizslēgšanas komandu, atrodoties vidējā pozīcijā, aizslēgšanas ķēde tiktu aktivizēta.
   • Aizverošā bloķējošā elektromagnēta Y1 bloķējošās darbības dēļ aizvēršanas pusass nevar pagriezties, neļaujot ķēdes pārtraucējam aizvērties.
   • Tas izraisītu ilgstošu aizvēršanās elektromagnēta aktivizēšanos, izraisot tā pārkaršanu un iespējamu izdegšanu.
3. Palīgslēdža loma:
   • Iekļaujot ķēdē S2, tas nodrošina, ka aizvēršanas elektromagnēts tiek aktivizēts tikai tad, kad ķēdes pārtraucējs atrodas pareizajā aizvēršanas pozīcijā.
   • Tas novērš nevajadzīgu enerģijas padevi un iespējamus elektromagnēta bojājumus.

Aizvēršanas bloķēšanas mehānisms

1. Mehāniskā bloķēšana:
   • Aizvēršanas bloķēšanas mehānisms ir tīri mehāniska sistēma, kas izmanto četru saišu struktūru, kas sastāv no ķēdes pārtraucēja bloķēšanas plāksnes, bloķēšanas sviras un bloķēšanas sviras.
   • Šis mehānisms ir izveidots starp šasijas automašīnas vadošo skrūvi un ķēdes pārtraucēja aizvēršanās pusvārpstu.
2. Funkcionalitāte:
   • Kad ķēdes pārtraucēja rokas ratiņi atrodas testa vai darba pozīcijā, ķēdes pārtraucēja bloķēšanas plāksne šasijā ir horizontāla, ļaujot aizvēršanās pusvārpstai brīvi griezties.
   • Kad rokas ratiņi atrodas vidējā pozīcijā, bloķēšanas plāksne tiek pacelta ar vadošo skrūvi, kā rezultātā bloķēšanas svira saslēdzas ar aizvēršanās pusvārpstas plastmasas izciļņu, bloķējot tās rotāciju.

Noslēgumā jāsaka, ka gan aizslēgšanas ķēdes palīgslēdzis S2, gan aizslēgšanas bloķēšanas mehānisms ir svarīgas sastāvdaļas, kas nodrošina ķēdes pārtraucēja rokas ratiņu drošu un uzticamu darbību. Tie darbojas kopā, lai novērstu neatļautas vai nedrošas aizslēgšanas darbības un aizsargātu iekārtu no iespējamiem bojājumiem.

6. attēls. Aizvēršanas bloķēšanas mehānisms

Sniegtajā aprakstā ir sniegts detalizēts VD4 rokas ratiņu šasijas sastāvdaļu un to funkciju pārskats, īpaši pievēršoties drošības mehānismiem un ekspluatācijas ierobežojumiem. Šeit ir sniegts galveno punktu kopsavilkums un skaidrojums:

1. Šasijas deformācija un apkope:
   • Pētījums atklāja, ka šasijas deformācija vai iesprūšana var traucēt mehāniskās slēdzenes pareizu atbrīvošanos, izraisot aizvēršanas spoles sadegšanu.
   • Lai to novērstu, regulāri jāpārbauda un jāapkopj saistītās sastāvdaļas, lai nodrošinātu, ka šasija ir labā darba stāvoklī.
2. Rokas ratiņu kustības bloķēšana, kad ķēdes pārtraucējs ir slēgts:
   • VD4 slēdzis izmanto mehānisku bloķēšanas mehānismu, lai novērstu rokas ratiņu pārvietošanu uz iekšu vai uz āru, kad ķēdes pārtraucējs ir izslēgts.
   • Tas tiek panākts, pateicoties bloķēšanas rāmja sadarbībai uz bloķēšanas plāksnes un B fāzes divsviru kustīgās saites priekšējiem veltņiem.
   • Kad ķēdes pārtraucējs ir izslēgts, priekšējie veltņi tiek nospiesti uz leju, radot nelielu atstarpi ar bloķēšanas rāmi. Mēģinot pārvietot rokas ratiņus, vadošā skrūve spiedīsies pret bloķēšanas plāksni, kas savukārt reaģēs uz vadošo skrūvi, bloķējot kustību.
3. Bloķējošs aizvēršanas slēdzis bez enerģijas uzkrāšanas:
   • Ir ļoti svarīgi, lai ķēdes pārtraucējam būtu uzkrāta pietiekama enerģija, pirms to var ieslēgt.
   • Bez enerģijas uzkrāšanas vai nepilnīgas enerģijas uzkrāšanas aizvēršanās ātrums un spēks samazināsies, kas var izraisīt aizvēršanās kļūmi.
   • VD4 slēdzis izmanto enerģijas uzkrāšanas bloķēšanas plāksnes un aizvēršanas vēdekļveida plāksnes pagarinājuma plāksnes sadarbību, lai bloķētu aizvēršanu, ja nav enerģijas uzkrāšanas.
   • Kad enerģijas uzkrāšana ir pabeigta, enerģijas uzkrāšanas savienojošā stieņa veltnis saslēdzas ar disku, ļaujot ķēdes pārtraucējam normāli aizvērties.

Rezumējot, VD4 rokas ratiņu šasijas komponenti ietver drošības mehānismus, lai novērstu nepareizu darbību, piemēram, kustības bloķēšanu, kad ķēdes pārtraucējs ir izslēgts, un aizvēršanas novēršanu bez pietiekamas enerģijas uzkrāšanas. Regulāra šo komponentu apkope un pārbaude ir būtiska, lai nodrošinātu iekārtas drošu un uzticamu darbību.

8. attēls. Enerģijas uzkrāšanas bloķēšanas plāksnes pozīcija, kad enerģija tiek uzkrāta.

Pārskatīts teksts:

8.b attēlā parādīta enerģijas uzkrāšanas bloķēšanas plāksnes pozīcija, kad enerģija netiek uzkrāta.

Lai papildinātu iepriekšminēto mehānisko bloķēšanas mehānismu, VD4 slēdzis ir savienots arī virknē ar enerģijas uzkrāšanas palīgslēdzi S1 (kā parādīts 5. attēlā) aizvēršanas ķēdē. Šī konstrukcija uzlabo elektriskās bloķēšanas funkciju un pasargā no iespējamas aizvēršanas elektromagnēta izdegšanas.