Арматура как выглядит: Виды арматуры и ее применение – чем и как укрепляют бетон? + Видео

Виды арматуры, ее применение

Что такое арматура?

Арматура — это строительный материал, один из видов металлопроката . Используется для армирования конструкций из железобетона. Она представляет собой металлические прутья из углеродистой или низколегированной стали.

На сегодняшний момент без использования арматуры не реализуется ни один строительный проект, даже маленький, не говоря о многоэтажном строительстве. Она используется для усиления самого бетона: стен, перекрытий, и, в первую очередь, фундамента.

Цена ее определяется многими параметрами, например: марка стали, из которой арматура сделана, диаметр, длина и размер.

Основные виды изделий из арматуры:

• плоские решётки или сетки;
• пространственные каркасы;
• ограды, лестницы.

Контроль качества арматуры производится на предприятии-изготовителе. Согласно требованиям, химический анализ стали выполняется строго с каждого ковша плавки. Параметры качества регламентируются ГОСТом 5781-82.

Металлическая (железная) арматура.

Этот вид используется для строительства, как дачных домиков, так и городских многоэтажных зданий. Металлическая арматура, словно скелет железобетонного «организма» обеспечивает надежность возводимой строительной конструкции. Арматура данного вида изготавливается из углеродистой стали низкого легирования. Бывает гладкой или с насечками, поперечной и продольной. Поперечная не дает образоваться наклонным трещинам, а продольная — принимает растягивающие напряжения и противодействует образованию вертикальных трещинок в области растяжения конструкции. По условиям использования арматура делится на напрягаемую и ненапрягаемую.

Для более знающих специалистов известны и такие подвиды металлической (железной) арматуры:

анкерная (закладные детали),

рабочая (сечение ее определяется по расчету, принимает усилия в своих элементах от основной нагрузки),

монтажная (устанавливается для соединения двух видов арматур: рабочей и конструктивной в каркасы/сетки), строительно-распределительная ( принимает усадку/расширение и температуру воздействия).

Какой тип арматуры и где она будет использоваться — это профессионалы определяют еще на стадии проектирования.

Также можно классифицировать арматуру на ту, которая соединяется электросваркой, и ту, которая связывается особой вязальной проволокой. Сами же производители делят металлическую арматуру на шесть классов:

• Класс А I. Арматура этого класса — гладкая, диаметр сечения — 6-40 мм. Этот вид используется для вязания каркасов. Её прутья также подходят для электросварки. Особенности: повышенная пластичность и морозостойкость.
• Класс А II. Прутья арматуры второго класса — рифленые, диаметр — 1-8 см. Применяются для создания изделий из предварительно напряженного бетона. Также используются для предотвращения трещин.
• Класс А III. Наипопулярнейший вид арматуры на сегодняшний день, как для многоэтажного, так и приватного строительства. Реализуется в двух видах: рифленом и гладком; диаметр — 0,6-4 см. Если в маркировке указана буква «С», значит — этот вид пригоден также для сварки.
• Класс А IV. Применяется для возведения конструкций из предварительно напряженного бетона. Диаметр — 1-3,2 см. Состоит из двух видов стали, соединяется при помощи сварочного аппарата.
• Класс А V. Этот класс производится из высокоуглеродистой стали. Сфера применения — строительство зданий с увеличенными пролётами. Прутья — рифленые, диаметр — 0,6-3,6 см.
• Класс А VI. Изготавливается из углеродистой стали низкого легирования. Диаметр прутков — 0,6-3,2 см. Используется для строительства напряженных конструкций.

Стеклопластиковая (пластиковая) арматура.

Более ста лет при строительстве использовалась только стальная (железная) арматура. Однако, ее недостатки были всем очевидны — подверженность разным видам коррозии, огромный вес, высокая электро- и теплопроводимость. Новые технологии позволили начать производство инновационных материалов, которые по своим показателям превосходят арматуру из стали. Их технические и экономические параметры существенно отличаются в лучшую сторону. Одним из таких примеров является стеклопластиковая арматура.

С виду этот вид арматуры кажется неустойчивым и хрупким. Однако, это лишь предубеждение — по своим показателям она не только не уступает стальной коллеге, но и имеет собственные достоинства: небольшой вес и отсутствие коррозии.

Что же такое пластиковая арматура? Можно ли приобрести в Белгороде, и стоит ли она заявленной цены?

Собственно армирующим элементом данного изделия является неметаллическая арматура, в состав которой входят стекловолокна. Благодаря этому повышаются удельная прочность и уровень морозостойкости, а теплопроводность, наоборот, снижается. Уровень продаж стеклопластиковой арматуры растет не только на российском рынке металлопроката, но и на мировом — стабильно и верно.

Как армировать фундамент? Использование арматуры.

Фундамент армируют, чтобы предотвратить появление трещин. Ведь бетон — непластичный материал, и при воздействии силы морозного пучения фундамент деформируется и легко может треснуть. Трещины обычно возникают в зоне растяжения бетона, а самое большое растяжение обычно возникает на поверхности фундамента. Для того, чтобы эту неприятную ситуацию предотвратить — выполняется армирование фундамента, желательно, как можно ближе к поверхности. Успешное «сотрудничество» арматуры и бетона обеспечивает плотное сцепление по поверхности. Оно зависит от прочности бетона, величины усадки, возраста бетонного раствора и даже формы сечения арматуры.

Чтобы армированный фундамент был прочным и долговечным, необходимо произвести тщательные предварительные расчеты. Стоит обдумать, как укрепить его части — нижнюю и верхнюю. Обычно для этой цели используется два горизонтальных ряда прутков из стали, которые соединены вертикальными перемычками между собой .

Стоит учитывать тот факт, что основная нагрузка в зоне растяжения фундамента припадает на продольные горизонтальные пруты, в то время как поперечные, и собственно, вертикальные используются больше как каркас. Чаще всего, достаточной считается закладка четырех продольных горизонтальных прутьев и стали: два по верху, два снизу.

Вертикальные перемычки можно располагать на расстоянии 30-80 см одна от одной. Их прутья могут быть меньшего диаметра и это вполне допустимо. Чтобы защитить арматурную сталь от коррозии — стоит заглубить прут в бетон минимум на пять сантиметров. Расстояние между продольными прутьями должно составлять не более 0,3 м.

Важно: во всем каркасе необходимо скрепить не менее половины арматурных пересечений, а на углах стоит соединить полностью все стыки.

Расчет арматуры. Как выбрать диаметр прута?

Просчет нагрузки на фундамент, и, соответственно, выбор диаметра прутьев арматуры, производится специалистами на стадии разработки проекта. Если Вы решаете посчитать самостоятельно, то ниже — некоторые полезные данные.

Зачастую, используется арматура 10-12 мм в диаметре, и реже — 14 мм. Для небольших построек допустимо использовать прутья 8 мм. После того, как принято решение по схеме армирования фундамента, очень важно верно просчитать нужное количество материала, чтобы не тратиться на лишнее, или, наоборот, не переплачивать за повторную доставку недостающего материала.

В самом начале нужно посчитать, сколько понадобится ребристой арматуры. Для этого необходимо вычислить периметр дома, добавить к данной цифре длину внутренних стен, под которыми будет проложен фундамент, затем умножить полученный результат на количество прутьев в Вашей схеме.

Для примера приводим расчет количества арматуры, нужного для закладки предполагаемого фундамента размером 5/6 м с одной пятиметровой внутренней стеной. Допустим, что схема армирования такова: 4 продольных прута (диаметр 12 мм). Итак,

(5+6)*2=22 — периметр нашего здания

22+5=27 — общая длина фундамента

27*4= 108 — длина арматуры

Если Вы планируете в процессе работы соединять между собой отрезки прута, то делать это можно только с большим нахлестом — не меньше 1 м. Обязательно учитывайте это в Ваших расчётах. Например, если каждый продольный прут каркаса будет иметь по одному соединению, то

4(кол-во прутьев в схеме)*5 (кол-во стен) = 20

Значит, получается двадцать соединений, следовательно, дополнительно потребуется еще 20 м арматуры.

Прибавляем к нашему предыдущему результату и получаем итог:

108+20=128 м;

Следующий этап — просчет необходимого количествава гладких прутов (диаметром в 8 мм) для поперечных горизонтальных перемычек и вертикальных стоек. Предположим, что расстояние между перемычками — полметра. Тогда, мы можем получить общее кол-во «армировочных колец», если разделим длину фундамента на расстояние между перемычками.

27/0,5 = 54 — получаем общее кол-во «армировочных колец»

Если высота армировочной решетки — полметра, а расстояние между ее прутьями — 0,25 м, то просчет арматуры будет выглядеть таким образом:

(0,5+0,25)*2 = 1,5 — периметр одного «кольца»;

54*1,5 = 81 м — общая длина арматуры.

В расчетах обязательно стоит учитывать различные нахлесты и обрезки. Специалисты рекомендуют просто добавлять примерно 10% к получившемуся результату, так как рассчитать точное количество нахлестов, скорее всего, не удастся.

81+10%=89,1

Результат с округлением — 90 м.

Однако арматура достаточно редко реализовывается на метраж. Гораздо чаще, мы платим именно за вес, а не за длину изделия. Дабы определиться с точным количеством, следует свериться с таблицей расчета арматуры. Она соответствует ГОСТам, как и большинство крупных предприятий-изготовителей металлопроката. В ГОСТе 5781-82 указана масса 1 метра изделия, а в ГОСТе 2590-88 регламентируется вес стальных кругов.

Используя данную таблицу (ниже), возможно произвести просчет массы арматуры для фундамента:

128*0,888=113,664 кг — нужное количество ребристой арматуры диаметра 12 мм

90*0,395=35,55 кг — нужное количество гладкого прута диаметром 10 мм

Важно: во всем каркасе необходимо скрепить не менее половины арматурных пересечений, а на углах стоит соединить полностью все стыки.

Расчет арматуры. Как выбрать диаметр прута?

Просчет нагрузки на фундамент, и, соответственно

Вес метра арматуры представлен в таблице выше — соотношение диаметра прута и массы 1 м. Зная вес арматуры по ГОСТ 5781-82, можно определить коэффициент армирования железобетонной конструкции (то есть отношение массы арматуры к объему бетона).

Как правильно вязать арматуру для фундамента?

Все просчеты выполнены и материал закуплен — пора приступать к работе. Существует три основных метода вязки арматуры в монтаже разнообразных каркасов и сеток: с помощью проволоки, с помощью сварки, и внахлёст. Обычно используется арматурный прут сечением 0,32 м.

Кажется, что сварка — самый надежный и эффективный способ вязки арматурных прутьев. Однако, при рассмотрении выясняется, что данный способ имеет ряд серьезных недостатков. Например, Вам нужно будет привлечь к работе еще и сварщика, а это весомо увеличит расходы на строительство. Также, после сваривания серьезно страдает качество арматурных изделий, и это сказывается на свойствах фундамента целиком. Сварные соединения также легко повредить при использовании, например, строительных вибраторов, поэтому данный способ вязки считается малоэффективным.

, выбор диаметра прутьев арматуры, производится специалистами на стадии разработки проекта. Если Вы решаете посчитать самостоятельно, то ниже — некоторые полезные данные.

Зачастую, используется арматура 10-12 мм в диаметре, и реже — 14 мм. Для небольших построек допустимо использовать прутья 8 мм. После того, как принято решение по схеме армирования фундамента, очень важно верно просчитать нужное количество материала, чтобы не тратиться на лишнее, или, наоборот, не переплачивать за повторную доставку недостающего материала.

В самом начале нужно посчитать, сколько понадобится ребристой арматуры. Для этого необходимо вычислить периметр дома, добавить к данной цифре длину внутренних стен, под которыми будет проложен фундамент, затем умножить полученный результат на количество прутьев в Вашей схеме.

Для примера приводим расчет количества арматуры, нужного для закладки предполагаемого фундамента размером 5/6 м с одной пятиметровой внутренней стеной. Допустим, что схема армирования такова: 4 продольных прута (диаметр 12 мм). Итак,

(5+6)*2=22 — периметр нашего здания

22+5=27 — общая длина фундамента

27*4= 108 — длина арматуры

Если Вы планируете в процессе работы соединять между собой отрезки прута, то делать это можно только с большим нахлестом — не меньше 1 м. Обязательно учитывайте это в Ваших расчётах. Например, если каждый продольный прут каркаса будет иметь по одному соединению, то

4(кол-во прутьев в схеме)*5 (кол-во стен) = 20

Значит, получается двадцать соединений, следовательно, дополнительно потребуется еще 20 м арматуры.

Прибавляем к нашему предыдущему результату и получаем итог:

108+20=128 м;

Следующий этап — просчет необходимого количествава гладких прутов (диаметром в 8 мм) для поперечных горизонтальных перемычек и вертикальных стоек. Предположим, что расстояние между перемычками — полметра. Тогда, мы можем получить общее кол-во «армировочных колец», если разделим длину фундамента на расстояние между перемычками.

27/0,5 = 54 — получаем общее кол-во «армировочных колец»

Если высота армировочной решетки — полметра, а расстояние между ее прутьями — 0,25 м, то просчет арматуры будет выглядеть таким образом:

(0,5+0,25)*2 = 1,5 — периметр одного «кольца»;

54*1,5 = 81 м — общая длина арматуры.

В расчетах обязательно стоит учитывать различные нахлесты и обрезки. Специалисты рекомендуют просто добавлять примерно 10% к получившемуся результату, так как рассчитать точное количество нахлестов, скорее всего, не удастся.

81+10%=89,1

Результат с округлением — 90 м.

Однако арматура достаточно редко реализовывается на метраж. Гораздо чаще, мы платим именно за вес, а не за длину изделия. Дабы определиться с точным количеством, следует свериться с таблицей расчета арматуры. Она соответствует ГОСТам, как и большинство крупных предприятий-изготовителей металлопроката. В ГОСТе 5781-82 указана масса 1 метра изделия, а в ГОСТе 2590-88 регламентируется вес стальных кругов.

Используя данную таблицу (ниже), возможно произвести просчет массы арматуры для фундамента:

128*0,888=113,664 кг — нужное количество ребристой арматуры диаметра 12 мм

90*0,395=35,55 кг — нужное количество гладкого прута диаметром 10 мм

Вес метра арматуры представлен в таблице выше — соотношение диаметра прута и массы 1 м. Зная вес арматуры по ГОСТ 5781-82, можно определить коэффициент армирования железобетонной конструкции (то есть отношение массы арматуры к объему бетона).

Как правильно вязать арматуру для фундамента?

Все просчеты выполнены и материал закуплен — пора приступать к работе. Существует три основных метода вязки арматуры в монтаже разнообразных каркасов и сеток: с помощью проволоки, с помощью сварки, и внахлёст. Обычно используется арматурный прут сечением 0,32 м.

Кажется, что сварка — самый надежный и эффективный способ вязки арматурных прутьев. Однако, при рассмотрении выясняется, что данный способ имеет ряд серьезных недостатков. Например, Вам нужно будет привлечь к работе еще и сварщика, а это весомо увеличит расходы на строительство. Также, после сваривания серьезно страдает качество арматурных изделий, и это сказывается на свойствах фундамента целиком. Сварные соединения также легко повредить при использовании, например, строительных вибраторов, поэтому данный способ вязки считается малоэффективным.

Вязка арматуры собственными руками — технология, проверенная временем.

Необходимо: вязальная проволока диаметром в 1 мм, крючок для вязки, пассатижи. Если по арматурному каркасу никто не будет ходить во время процесса заливки бетоном, тогда вместо проволоки можно использовать пластиковые хомуты.

Последовательность действий:

1. Отрезать 30-сантиметровый кусок проволоки;
2. Сложить пополам;
3. Обернуть его вокруг соединения прутов по диагонали;
4. Вдеть в петлю крючок для вязки;
5. Завести в крючок свободные концы проволоки;
6. Проворачивать крюк по часовой стрелке, пока не соедините арматуру надежно. Внимание! Не переусердствуйте — порвете проволоку.

В работе с гладкой арматурой рекомендуем применять подручные инструменты в помощь, например, арматурный вязальный пистолет. Ведь гладкие прутья значительно увеличивают трудоемкость работ. В процессе крюки будут постоянно разгибаться. Гладкая арматура используется в основном для столбчатого фундамента.

Для плиточного фундамента вязка прутьев арматуры выполняется таким образом: вначале необходимо создать каркас. Вам понадобится арматура диаметром 16 мм. С ее помощью нужно создать две сетки для плиты фундамента — нижнюю и верхнюю. Для нижней сетки нужно применять пластмассовые компенсаторы (их задача — равномерно распределить пруты в фундаменте). Вертикальных выпуски прутьев следует оставить под будущие стенки. После — заливаем плиту раствором бетона.

Вяжем арматуру по правилам:

• При установке вязаного каркасов / сеток обвязывать фундамент арматурой нужно внахлест. Минимальная длина перехлеста — 25 см.
• Если каркас арматуры выше трех метров, установленый вертикально (монолитный фундамент, например), то необходимо использовать подмостки, леса или съемно-подъемные площадки.
• Правильно обвязывать арматуру каркаса в таком порядке:

1. Подготовить арматуру для монтажа.
2. Выполнить строповку.
3. Подать элемент в нужное место.
4. Выровнять арматурные пруты.
5. Выполнить вязку по указанной выше технологии.

• На этапе подготовки следует внимательно осмотреть арматуру, удалить грязь со всей поверхности прутьев металлической щеткой. Только чистая арматура сцепится с бетоном! Где необходимо, можно поправить форму, удобно делать это с помощью молотка.
• Для строповки необходимо двое рабочих. Однако, если необходимо выполнить одновременный монтаж, фиксацию и соединить с уже уложенной арматурой, тогда присоединяется и третий рабочий — он координирует действия двоих, и подаёт им сигнал к поднятию.
• Во время подъема строительной конструкции задача рабочих, удерживая оттяжки, установить в правильном месте стержень. Затем мастера обвязывают стыки проволокой. При монтаже арматурных прутов в фундаментные скважины стоит применять траверсы или лотки.

Виды и сортамент арматуры стальной

Арматурная сталь занимает лидирующую позицию в структуре производства проката для строительства. На её долю приходится примерно 42 % объёма производства. Этот вид стального проката незаменим в промышленном, гражданском и жилищном строительстве. Производство арматуры регламентируют четыре нормативных документа:

• ГОСТ 5781-82 – горячекатаная арматура гладкая и с периодическим рифлением;
• ГОСТ 10884-94 – упрочнённая арматура периодического профиля;
• ГОСТ 6727-80 – холоднотянутая арматурная проволока обычного качества;
• ГОСТ 7348-81 – высокопрочная арматурная проволока гладкая и рифлёная.

В этих документах указаны виды арматуры и их предназначение, характеристики, правила приёмки, испытаний и маркировки проката. Данная информация обеспечивает оптимальный выбор продукции, включая применение арматуры согласно поставленным перед строителями задачам.

Виды и сортамент арматурной стали

Эту разновидность проката используют в производстве ЖБИ и для армирования монолитных бетонных конструкций. На заводах ЖБИ преимущественно изготавливают типовую продукцию: плиты и панели перекрытий, фундаментные блоки, сваи, колонны, фермы и прочее. Для их производства разработан огромный массив технической документации начиная с 50–60-х годов, которой пользуются и в настоящее время.

Именно по этой причине старая и новая классификация арматуры полностью равноправны, и в маркировке проката могут использоваться оба варианта обозначений с римскими и обычными цифрами. Таблица сортамента арматуры с основными характеристиками выглядит так:

Дополнительные буквы в маркировке арматуры указывают на специальные свойства или отдельный класс продукции. Например, буква С означает улучшенную свариваемость арматуры, в том числе позволяющую использование ручной электродуговой сварки для соединения арматурных стержней.

Буква т указывает на принадлежность изделий к классу упрочнённой арматуры. Буквой К отмечают арматуру с повышенной стойкостью к коррозии. Поскольку рифлёная арматурная сталь класса А-III (А400) и выше неразличима по внешнему виду, её дополнительно маркируют краской разных цветов.

Прокат А-III (А400) не окрашивают по умолчанию, но уже для Ат400С используют белую краску. А-IV (А600) отмечают красным, Ат600С – одновременно жёлтым и белым цветами. Краску наносят на концы отрезков или связок проката. Все правила маркировки цветом приведены в ГОСТ 5781-82 и ГОСТ 10884-94.

Назначение арматурного проката

Класс арматуры в зависимости от механических свойств напрямую влияет на стоимость продукции. Поэтому при выборе этой продукции следует учитывать её технические параметры, чтобы не платить за явно избыточные характеристики проката. Разные виды арматуры имеют своё назначение:

• А-I (А240). Гладкая арматурная сталь. Она предназначена для соединения между собой несущих (рабочих) стержней арматурных сеток и каркасов. Допускается её самостоятельное использование для армирования ЖБИ и бетонных конструкций, эксплуатация которых не предполагает нагрузок на излом, изгиб и разрыв.
• А-II (А300). Прокат периодического рифления с односторонним заходом витков. Наличие рифлей намного улучшает сцепление металла с бетоном. Сфера применения – как у арматуры класса А-I (А240). Прокат класса А-II также используется в качестве продольных (рабочих) стержней для армирования ненапрягаемых ЖБИ и бетонных конструкций.
• А-III (А400), Ат400 и Ат500. Прокат периодического профиля с двухсторонним (правым и левым) заходом витков «ёлочкой». Он предназначен для армирования ненапрягаемых ЖБИ и конструкций, рассчитанных на высокие нагрузки.
• А-IV (А600), Ат600 и более высоких категорий. Эта арматура используется для армирования ЖБИ и бетонных конструкций с предварительным напряжением. Среди типичных примеров можно назвать фермы, прогоны, пустотные и сплошные плиты и панели перекрытий, элементы мостов и других сооружений.

Классификация арматуры упрощает её выбор и составление документации для строительства. Потребителю следует придерживаться рабочих чертежей и технологических карт. Например, отсутствие буквы С в маркировке рифлёной арматуры означает запрет использования дуговой сварки для соединения стержней.

Производство и поставки арматурной стали

Для изготовления арматуры класса А-I (А240) используется углеродистая сталь обычного качества марки Ст3 всех способов раскисления. Для арматуры класса А-III (А400) и выше применяют качественную углеродистую сталь и низколегированные сплавы. По ГОСТ 5781-82 производят горячекатаную арматурную сталь.

Упрочнённая арматура проходит дополнительную механическую и/или термическую обработку, что позволяет повысить её эксплуатационные характеристики в сравнении с аналогичной горячекатаной продукцией. При поставках металлоизделий в документах указывается сортамент и вес арматуры согласно упомянутым здесь ГОСТам. Для расчёта веса используется теоретическая масса метра арматуры для каждого диаметра.

Нормативными документами также определено, что арматурная сталь класса А-I диаметром до 12 мм, классов А-II и А-III диаметром 6 и 8 мм, а также свариваемая арматура классов Ат400, Ат500 и Ат600 диаметром до 10 мм может отгружаться в мотках или стержнях. Остальной сортамент арматурной стали поставляется только в стержнях мерной и немерной длины.

Виды, применение и классификация арматурных изделий (арматуры)

Один из самых популярных запросов в интернете по теме металлопроката таков: “Сколько метров арматуры в одной тонне”. Мы на него ответим в конце статьи, но ее тема шире — металлическая арматура, ее виды, применение и немного истории.

Обычно к термину “арматура” относят гибкие пруты в виде стержней или сварной сетки. Иногда к арматуре “приваривают” и другие виды металлопроката — двутавры, швеллеры и уголки, называя это жесткой арматурой. Этот тип используются преимущественно в сварных конструкциях. Но в нашей статье под термином “арматура” мы будем иметь в виду только гибкую арматуру, а точнее — зарекомендовавшую себя надежную и популярную стержневую стальную арматуру.

Арматурой называют стержни различной формы, сечения, металлические пряди и канаты, принимающие на себя часть возникающего в изделии напряжения (растягивающего и скалывающего), которое появляется в железобетонных элементах от собственного веса сооружений и внешних нагрузок.

Еще одно определение арматуры: элементы, не входящие в основной состав, но обеспечивающие прочность и эффективную работу всей конструкции.

Преимущества применения арматуры

Рациональное сочетание различных по своим свойствам материалов позволяет создать новый материал, обладающий новыми особенностями, неприсущими исходным составляющим материалам. Например, если обычная бетонная балка при появлении трещин в растянутой зоне разрушается, то при армировании растянутой зоны, несмотря на наличие тещин в бетоне, такой балке ничто не угрожает, а её несущая нагрузка возрастает.

Работа конструкций из армированных материалов более сложна, чем работа конструкций из неармированных материалов. В зависимости от назначения конструкций и величины нагрузки, которую они будут нести при эксплуатации, выбирается и вид арматуры. Рассмотрим наиболее распространенные виды арматуры подробнее.

Как обслуживать и ремонтировать

Для выявления неисправностей трубопроводной арматуры периодически осматривают для определения целостности корпуса, герметичности соединений, наличия смазки в электрическом приводе и возможности выполнения ремонта на месте. Если это невозможно, то устройство демонтируют полностью или частично. Чтобы не останавливать работу системы, в трубопровод на время ремонтных работ устанавливают раздвижную вставку, состоящую из куска трубы и двух фланцев, по одному с каждой стороны.

При устранении утечки среды в месте соприкосновения горловины изделия с крышкой или через зазор между корпусом и шпинделем выполняют замену сальниковой набивки. Повреждённый шпиндель можно заменить или отремонтировать путём наварки металла. Трещины в корпусе стальной арматуры завариваются, что невозможно выполнить для чугунных изделий, здесь потребуется замена. В случае обнаружения течи на стыке фланцев выполняют обтяжку фланцевого соединения.

Классификация по признакам

Классифицировать арматурную сталь можно по многим признакам. Рассмотрим их подробнее.

По назначению

По назначению выделяют следующую классификацию арматуры:

1. Рабочий тип материала воспринимает усилие в бетонных конструкциях от основной нагрузки.
2. Монтажная арматура применяется для объединения рабочей или конструктивной сетки, а также каркасов. В некоторых случаях используется временно.
3. Анкерная применяется в качестве закладного материала.
4. Конструктивная предназначается для распределения возникающей нагрузки. Подобного рода арматура принимает нагрузку, возникающую при усадке или расширении материала, а также температурном воздействии. Применяется в последнее время довольно часто, так как позволяет существенно повысить прочность железобетонных конструкций.

Во многом от назначения зависит площадь поперечного сечения. Кроме этого, при изготовлении могут применяться самые различные металлы и сплавы. В последнее время большой популярностью пользуются сплавы, обладающие коррозионной стойкостью.

Ориентация в конструкции

По признаку ориентации прутков в конструкции выделяют следующие ее разновидности:

1. Поперечная используется для препятствования образованию наклонных трещин. Кроме того, этот материал усиливает железобетонные конструкции в растянутой зоне.
2. Продольная не позволяет образовываться вертикальным трещинам в растянутой зоне конструкции.

По условию применения выделяют напрягаемую и ненапрягаемую арматуру.

Внешний вид

Проводится классификация арматуры по внешнему виду:

1. Гладкая арматура обладает ровной матовой поверхностью по всей длине. Подобный вариант исполнения строительного материала прост в изготовлении, за счет чего уменьшается стоимость.
2. Периодический профиль характеризуется наличием большого количества выступов и насечек. Подобного рода поверхность увеличивает степень сцепления металлического прута с бетоном. За счет этого бетонная конструкция становится намного прочнее.

Периодический профиль бывает трех видов:

Кольцевая форма поверхности соответствует стандартам, установленным в ГОСТ 57–81 . Подобного рода поверхность создается отечественными производителями. Серповидный профиль характерен продукции европейских производителей.

Арматура со смешенным типом поверхности появилась относительно недавно. К её особенностям относятся:

1. Подобного рода профиль позволяет быстро определить класс арматуры.
2. За счет ребристости повышается степень сцепления с бетоном примерно на 20%. Именно поэтому сегодня при создании качественных железобетонных конструкций используют вариант исполнения прутков со смешенным типом поверхности.
3. Жесткость производимой конструкции при применении стержней со смешенным типом поверхности повышается примерно на 30%.

В продаже встречается арматура самой различной длины и площади поперечного сечения. Выбор проводится в зависимости от того, какой прочности нужно получить железобетонную конструкцию.

Класс качества

Во многом характеристики создаваемого строительного материала зависят от типа применяемого металла при производстве. Рассматривая таблицу классов качества, отметим следующие моменты:

1. А1 — пруток, при изготовлении которого применяется сталь марки Ст 3 пс и Ст 3 сп и Ст 3 кп. Диаметр получаемого прутка составляет 6−40 мм.
2. А2 — класс качества, который достигается при применении марки стали 8Г2С и Ст 5 пс и Ст 5 сп. Диаметр строительного материала составляет 10−80 мм.
3. А3 — арматура, изготавливаемая из металлов 35 ГС и 25Г2 С, 32Г2 Рпс. Получаемая арматура имеет диаметр от 6 до 40 мм.
4. А4 — класс качества, который можно получить при применении легированных сплавов 80С и 20 ХГ2 Ц.
5. А5 — изготавливается из сплава 23в2Г2Т.

Более высокий класс качества получается при производстве прутка с периодическим профилем.

Методы производства

Арматура по производству разделяется на два основных класса:

1. Горячекатаная имеет периодический профиль, который характеризуется спиралевидными выпуклостями.
2. Холоднотянутая обладает специфическим видом, который напоминает круг.

Горячекатаный метод производства предусматривает нагрев заготовки до достаточно высокой температуры, за счет чего повышается пластичность материала и его степень обрабатываемости. Холоднотянутая технология применяется в том случае, если заготовка представлена пластичным металлом.

В современном строительстве арматурой называют металлические и неметаллические стержни разнообразной формы и диаметра, предназначенные для повышения устойчивости конструкций из бетона к воздействиям сжимающего, растягивающего и скалывающего характера, поступающим снаружи и изнутри. Арматура обладает множеством характеристик, в зависимости от особенностей которых и происходит ее деление на виды.

Схема расположения армоконструкции в сооружении

1 — пакеты; 2 — армокаркасы; 3 — сетки
Несущие арматурные конструкции — армофермы представля­ют собой решетчатые сварные элементы, обладающие достаточной прочностью и жесткостью для воспринятая в процессе возведения сооружения технологических нагрузок (собственного веса, веса опалубки и бетонной смеси, монтажных нагрузок при бетонирова­нии, давления ветра на опалубку и др.). Их применяют для арми­рования отдельных балок, плит тяжелых перекрытий, колонн, рам­ных конструкций, подпорных стен и других массивных сооруже­ний и подразделяют на вертикальные и горизонтальные армофермы. Несущая способность армоферм обеспечивается их конструирова­нием и расчетом как металлических ферм с геометрически неизме­няемой решеткой. При этом все растянутые элементы ферм выпол­няют из круглой арматурной стали, а сжатые — из профильной.

Соединения арматуры. Ненапрягаемую арматуру соединяют стыковой или дуговой сваркой и внахлестку (без сварки).

В заводских условиях для соединения арматурных стержней диаметром 10 мм и более при d2 > 0,85d1 применяют контактную стыковую сварку (рис. ниже). Для соединения встык в построеч­ных условиях стержней диаметром 20 мм и более применяют дуго­вую ванную сварку (рис. ниже), а меньшего диаметра — дуговую сварку с накладками с четырьмя фланговыми швами (рис. ниже). Допускается также сварка двумя удлиненными фланговыми швами (рис. ниже).

Строительная арматура – основные виды

Деление арматурных элементов на группы производится в соответствии со следующими характеристиками: материалом изготовления, способом использования в конструкции, профильной формой, назначением и техникой монтажа.

Материалы изготовления арматуры

На территории России и стран СНГ в традиционно принято использовать стальную арматуру, изготовленную в виде горячекатаных стержней или холоднотянутой проволоки с последующим упрочнением термическим способом или методом холодного волочения (вытяжки). Применяется и арматура, изготовленная из синтетических материалов – стекловолокна, базальта и углепластика, но в гораздо меньших объемах. Каждый материал обладает своими преимуществами и недостатками и не всегда может взаимозаменять друг друга.

Читать также: Температура плавления твердых металлов

Формы арматурного профиля

Профиль арматуры может иметь круглую или квадратную форму. Изделия квадратной формы изготавливаются исключительно из горячекатаной стали, с шириной каждой из сторон от 5 до 200 мм. Арматуру подобной формы удобно использовать как угловые опоры или стойки для разнообразных заборов.

Круглая арматура подразделяется на гладкую и рифленую. Главная задача гладких изделий – придание конструкции общей формы, рифленых – распределение основной нагрузки, так как рифление стержней улучшает схватываемость бетона с арматурными элементами. Для предотвращения скольжения гладких изделий в системе, их концам придают форму крюков. Рифление на стержневой арматуре выглядит как выступы продольного, поперечного или диагонального вида на поверхности, на проволочной – как вмятины, расположенные на расстоянии друг от друга.

Назначение строительной арматуры

В строительстве используется арматура рабочего, распределительного и монтажного типа, а также, выделяемые в отдельную группу, дополнительные элементы: хомуты, закладные детали и монтажные петли. Рабочая арматура – основной вид арматуры, берущей на себя растягивающие, сжимающие, скалывающие и прочие виды нагрузок, влияющие на создаваемую конструкцию.

Распределительная арматура – обеспечивает целостность конструкции, удерживая рабочие элементы в правильном положении, и распределяет нагрузку равномерно по всей площади.

Монтажная арматура – обеспечивает создание жесткого каркаса, фиксирующего все части при бетонировании. Функции монтажной арматуры могут выполнять как рабочие, так и распределительные изделия. Дополнительные элементы служат для сбора и укрепления конструкции, присоединения к ней дополнительных деталей и соединения отдельных фрагментов в общие пространственные каркасы.

Виды арматуры по монтажным принципам

• Штучная арматура – отдельные стержневые пруты или жесткие профильные элементы (швеллеры, уголки, двутавровые балки, трубы и т. д.) предназначенные для сборки на месте в пространственные каркасы или другие конструкции такой формы, которая необходима для дальнейшей работы. Штучные изделия применяются при маломасштабном строительстве или в ситуациях, когда установка готовых каркасных конструкций невозможна. • Арматурные каркасы – конструкции решетчатого вида, для сбора которых используются отдельные штучные элементы. Соединения могут быть как сварными, так и обвязанными. Простые каркасы собираются в одной плоскости, а из нескольких простых каркасов, при необходимости, создается пространственный. Используются для упрочнения фундаментов, балок, колонн. • Арматурные сетки – изделия готовые к монтажу, представляющие собой сочетание пересекающихся стержней, сваренных в точках соприкосновения. Этот вид широко применяются для повышения прочности плит. Готовые сетки и каркасы включают в себя элементы арматуры каждого вида.

Арматура по условиям применения

В зависимости от условий применения арматуру делят на напрягаемую и ненапрягаемую. Напрягаемой бывает только рабочая арматура, используемая для придания конструкциям большей надежности при воздействии разнонаправленных сил. Арматура подобного типа изготавливается из материала особой прочности и подвергается натяжению при размещении в готовой форме.

Ненапрягаемая арматура используется в качестве монтажной, распределительной и прочей не несущей основной рабочей нагрузки.

Арматура по пространственному расположению

Поперечная арматура – элементы, связывающие бетон, расположенный в зоне сжатия с арматурой, размещенной в зоне растяжения. Подобная арматура позволяет сократить количество трещин, появляющихся под воздействием раскалывающего напряжения возле опор. Продольная арматура – элементы, минимизирующие вероятность возникновения трещин в зоне растяжения строительных конструкций продольного направления. Такая арматура берет на себя основную нагрузку, приходящуюся на рабочую поверхность.

Арматурная сетка

При масштабном строительстве используют арматурную сетку. Сваривают, либо вяжут прутья арматуры непосредственно перед заливкой бетоном и редко перевозят готовую сетку. Для сварки применяют изделия, изготовленные из специальной стали. Или используют специальную сварочную проволоку. К минусам сварки относится повышенная ломкость изделия в свариваемом месте и плохую реакцию на изгиб. Связанный каркас более прочный и гибкий. Если, конечно, соблюдены условия вязки и используется качественная проволока.

Классификация стальной арматуры

В зависимости от того, в соответствии с какой технологией изготавливаются стальные арматурные элементы, они подразделяются на:

• Стержневые – основной метод получения – горячая прокатка стали; • Проволочные – получаемые методом волочения в холодном виде.

Если стержневые элементы подвергаются дальнейшему упрочнению (а это необязательно), существует их дальнейшее подразделение по способу упрочнения: термической обработкой или вытяжкой в холодном состоянии.

Арматурные изделия имеют собственную систему классификации. Выглядит она следующим образом: А 240С, А 800, А 600К и т.д. Числовой параметр в маркировке указывает на предел текучести стали, индексы С и К указывают на возможность сваривания материала и повышенную его устойчивость к коррозийному воздействию. На наличие индекса С необходимо обратить особое внимание тем, кто собирается соединять арматуру путем сваривания – если его нет, сваривать изделия не рекомендуется, так как сталь в месте сварки будет очень хрупкой.

Для повышения некоторых характеристик в арматурную сталь дополнительно вводят углерод. Чем большее количество углерода содержится в металле, тем тверже и прочнее он становится. Однако при этом повышается его хрупкость и ухудшается качество сварки.

Кроме углерода используют и другие легирующие добавки: хром, никель, молибден, титан, марганец и т.д. Одни из них повышают прочность, другие – стойкость к коррозии, третьи – увеличивают твердость. Наличие таких добавок также отражается в маркировке арматурной стали: Г- марганец, Т-титан, М-молибден, Ц-цирконий, Х-хром. Цифры перед буквенным обозначением указывают на процент углерода в стали, а цифры после – на процентное содержание самого элемента.

Композитная арматура и ее виды

Композитная арматура делится на три основных вида: стеклопластиковая (АСП), базальтопластиковая (АБП) и углепластиковая.

Основу стеклопластиковой арматуры составляет стекловолокно, связанное между собой специальными термоактивными смолами. Изделия, получаемые из такого материала, отличаются высокой прочностью, легкостью и неподверженностью коррозии. АСП широко применяется в малом и загородном строительстве, так как обладает минимальным весом и позволяет строить легкие, но прочные конструкции, не требующие основательных фундаментов.

Читать также: Как подключить двигатель от старой стиральной машины

Базальтопластиковая арматура – изготавливается из базальтового волокна и смол, связывающих материал в единое целое. Материал обладает повышенной устойчивостью к агрессивным средам и низкой теплопроводностью, однако малоустойчив к воздействию высоких температур (более 160оС).

Углепластиковая арматура – создается на основе углеродного волокна и обладает высокой прочностью на разрыв, превышая по этому параметру стальные изделия в разы. Так же, как и прочие композитные материалы углепластик долговечен, стоек к коррозии и химикатам, а также легок по весу и использованию в работе.

Общими недостатками композитной арматуры можно считать ее малую упругость и жаропрочность, а, кроме того, невозможность сварки и изгиба деталей на месте непосредственного монтажа.

Разобраться в многообразии видов арматуры и подобрать необходимый для конкретного случая материал на первых порах достаточно сложно. Однако этому вопросу необходимо уделить особое внимание, так как лишь правильное использование арматуры нужного вида гарантирует качество и долговечность возводимого сооружения.

Мир трубопроводной арматуры огромен и разнообразен, и при первом знакомстве может показаться хаотичным и малопонятным.

Но если разобраться в принципах его классификации, предложенной в нормативных документах, он станет хорошо структурированным и упорядоченным. Классификация ─ очень удобный и полезный инструмент, отводящий каждому изделию свое место и позиционирующий его относительно других изделий, задач, которые он должен решать, принципиального устройства, особенностей конструктивного исполнения, использованных в нем материалов и т. д.

Применительно к трубопроводной арматуре можно говорить о двух основных принципах классификации ─ видах и типах трубопроводной арматуры.

Сталь против композита: что выбрать?

Характер работы железобетона предполагает возможность воздействия влаги на арматуру при раскрытии трещин в изделиях, работающих на изгиб и растяжение. Естественно, это увеличивает риск потери прочности и снижает сроки службы конструкций. При бетонировании или кирпичной кладке в зимнее время сталь подвергается агрессивному воздействию морозостойких добавок, что также создаёт вероятность снижения эксплуатационных характеристик. Полимерные материалы позволяют избегать негативного воздействия коррозии на несущие элементы зданий и сооружений. Синтетическая арматура это обеспечивает. Однако композиты имеют худшие показатели по огнестойкости, быстрее теряя прочность при нагревании. Меньший вес арматуры из композитов является привлекательным свойством при индивидуальном и малоэтажном строительстве, как правило, не обеспеченном грузоподъёмными механизмами. Снижение расходов на транспортировку и перемещение по стройплощадке может составлять ощутимую сумму.

Виды трубопроводной арматуры

Своего рода водоразделом между различными видами арматуры является ее функциональное назначение, в зависимости от которого она распадается на несколько крупных сегментов: запорная, обратная, предохранительная, распределительно — смесительная, регулирующая, отключающая.

Запорная арматура является одним из наиболее распространенных и востребованных видов трубопроводной арматуры. Благодаря ее использованию, удаётся той или иной степенью герметичности полностью перекрывать поток рабочей среды. Поэтому герметичность и ресурс герметичности служат базовыми показателями функциональности и качества запорной трубопроводной арматуры.

Применительно к запорной арматуре говорят о двух состояниях – «открыто» и «закрыто». Промежуточное положение рабочего органа может не предусматриваться.

Сфера ее применения чрезвычайно широка и охватывает морской транспорт, глубоководные аппараты, авиационную и космическую технику, атомную энергетику и, конечно же, кровеносные сосуды российской экономики ─ магистральные нефте- и газопроводы.

Современный трубопровод представляет собой сложный комплекс инженерных сооружений, любые сбои в работе которых, чреватые нарушением нормального хода технологического процесса, могут привести к тяжелейшим экономическим и экологическим последствиям.

Повсеместное распространение запорной арматуры ярко иллюстрирует тот факт, что по умолчанию слова «запорный», «запорная» в сочетании с типом (подробнее о типах будет сказано ниже) арматуры не применяют. Например, не говорят «запорная задвижка», хотя именно задвижки являются самым распространенным типом запорной арматуры.

*** Обратная арматура (называть ее арматура обратного действия не рекомендуется) служит для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды. *** Задача предохранительной арматуры ─ защитить оборудование от аварийного превышения давления или иных параметров рабочей среды посредством автоматического сброса ее избытка. Пожалуй, одним из самых ярких примеров предохранительной арматуры является предохранительный клапан, установленный на паровом котле.

Предохранительная арматура вносит весомый вклад в обеспечение безотказной работы и общей надежности систем трубопроводного транспорта, промышленных и энергетических установок. Она сводит на нет последствия выхода параметров рабочей среды за границы допустимого, по какой бы причине они не происходили: поломка оборудования, ошибка обслуживающего персонала, внутренние физические процессы или воздействие сторонних факторов. *** С помощью распределительно-смесительной арматуры происходит распределение потока рабочей среды по определенным направлениям и его смешивание. Впрочем, возможно полное «разделение труда». В этом случае трубопроводная арматура, предназначенная только для распределения потока, называется распределительной, а только для его смешивания ─ смесительной. *** Очень важное место в общей номенклатуре трубопроводной арматуры занимает регулирующая арматура, обеспечивающая точное и надежное регулирование параметров рабочей среды, без чего невозможна организация экономичных и безопасных технологических процессов и формирование сложных многокомпонентных производственных цепочек. Регулирующая арматура в своем «чистом» виде и в комбинации с запорной обеспечивает условия нормального функционирования оборудования и его хорошую управляемость на самых ответственных объектах, включая АЭС. На фоне усложнения условий работы в электроэнергетике (повышение начальных параметров теплоносителей, рост единичной мощности энергетических установок) ее актуальность только возрастает. *** Отключающая арматура (иногда ее называют защитной) предназначена для перекрытия потока рабочей среды при превышении заданной, непредусмотренной технологическим процессом, величины скорости его течения за счет изменения перепада давления на чувствительном элементе. Отличие от предохранительной трубопроводной арматуры в том, что поток не стравливается, а лишь отключается конкретный элемент. К комбинированной относится арматура, сочетающая функции вышеупомянутых видов. Они носят «говорящие» названия, из которых следует, функции каких видов арматуры они совмещают. Например, запорно-регулирующая арматура (не рекомендуется называть запорно-дроссельная ) или запорно-обратная арматура. Невозвратно-запорная и невозвратно-управляемая арматура выполняют функцию обратной арматуры, в которой может быть осуществлено принудительное закрытие или ограничение хода запирающего элемента, а в невозвратно-управляющей ─ еще и ограничение его хода.

Типы трубопроводной арматуры

Основных типов арматуры еще меньше, чем видов ─ всего четыре: задвижка, клапан, кран, дисковый затвор. Принадлежность к каждому из них определяется конструктивными особенностями, выражающимися в направлении перемещения запирающего или регулирующего элемента относительно потока рабочей среды.

Тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается перпендикулярно к оси потока рабочей среды, носит название задвижка.

Читать также: Диск для заточки коньков

Клапан (лучше не называть его вентилем из-за неоднозначности и расплывчатости этого термина) ─ тип арматуры, у которой запирающий или регулирующий элемент перемещается параллельно оси потока рабочей среды. В кране запирающий (регулирующий) элемент, выполненный в форме тела вращения или его части, поворачивается вокруг собственной оси (этому может предшествовать возвратно-поступательное движение) произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды. В дисковом затворе имеющий форму диска запирающий (регулирующий) элемент поворачивается вокруг оси, расположенной перпендикулярно или под углом к направлению потока рабочей среды. Каждый из этих типов поддается более детальному структурированию. Так, задвижки в зависимости от конструкции седла и затвора бывают клиновыми и параллельными, с выдвижным или невыдвижным штоком (шпинделем). Клапаны с затвором в форме тарелки называют тарельчатыми, а в виде конусной иглы ─ игольчатыми. Кроме того, клапаны могут быть односедельными и двухседельными . Краны разделяют на конусные, цилиндрические, шаровые. У каждого из перечисленных типов трубопроводной арматуры свои преимущества и недостатки, а в соответствии с ними – более и менее предпочтительные области применения. Так, особенностью задвижек являются значительная строительная высота (размер от горизонтальной оси проходного сечения корпуса арматуры до верхнего торца шпинделя, штока или привода при полном открытии арматуры), малая строительная длина (линейный размер арматуры между наружными торцевыми плоскостями ее присоединительных частей к трубопроводу или оборудованию), малое гидравлическое сопротивление, большое усилие на привод затвора, достаточно неторопливое срабатывание, а при загрязненных жидкостях – износ поверхности седла. Задвижки гораздо лучше справляются с ролью запорной арматуры, нежели регулирующей. В отличие от задвижек самый распространенный вид трубопроводной арматуры ─ клапаны ─ обладают малой строительной высотой, большой строительной длиной, быстрым срабатыванием, значительным гидравлическим сопротивлением, высокой герметичностью. Клапаны входят в конструкцию большинства регуляторов. Краны, так же как и клапаны, имеют малую строительную высоту и быстрое срабатывание. И как задвижки ─ малую строительную длину. У дискового затвора (от названия «заслонка» правильнее воздержаться) малые строительная высота, строительная длина, усилие на привод затвора, гидравлическое сопротивление и быстрое срабатывание.

Маркировка и требования стандартов

В нашей стране для обозначения основных данных арматуры принято использовать маркировку из 6 элементов — цифровых и буквенных кодов:

• Первые две цифры обозначают тип арматуры (задвижка, вентиль, заслонка).
• Следующие за ней буквы — вид материала корпусных деталей (чугун, сталь, алюминий, бронза).
• Первая цифра за буквами — тип привода (механический, пневматический, электрический).
• Две последующие цифры — номер трубопроводного изделия по каталогу ЦКБА.
• Одна или две буквы — вид материала для уплотнительных прокладок.
• Последующее буквенное обозначение — тип покрытия внутренних поверхностей корпуса.

Пример маркировки арматуры: 30с41нж Дy150 — задвижка стальная, номер модели — 41, уплотнительные детали из нержавейки, номинальный диаметр 150 мм.

ГОСТы

Технические условия производства ТА регламентирует ГОСТ Р 55018-2012.

Требования к основным параметрам трубопроводной арматуры указаны для:

• Задвижек — в ГОСТ 9698 и ГОСТ 28308.
• Запорных клапанов — в ГОСТ 9697 и ГОСТ 28291.
• Регулирующих — в ГОСТ 12893 и ГОСТ 23866.
• Арматуры предохранительного типа — в ГОСТ 31294.
• Дисковых затворов — в ГОСТ 12521.
• Шаровых и конусных кранов — в ГОСТ 9702.
• Обратных затворов и клапанов — в ГОСТ 27477, ГОСТ 22445 и ГОСТ 28289.

Разновидности трубопроводной арматуры

Подобно тому, как в математике множества распадаются на подмножества, виды арматуры можно структурировать на разновидности.

● разновидности по назначению и области применения

Самое большое из этих «подмножеств» ─ разновидности по назначению и области применения. В качестве классификационных признаков могут быть использованы особенности эксплуатации – вакуумная арматура, криогенная арматура; или особенности функционирования, например, отсечная арматура (запорная арматура с минимальным временем срабатывания). Основанием для разделения также являются: место установки (приемная арматура ─ обратная арматура, устанавливаемая на конце трубопровода перед насосом) и наличие дополнительных опций (арматура с обогревом). Но наиболее весомая причина разделять трубопроводную арматуру на разновидности ─ ее назначение: контрольная арматура, противопомпажная арматура, редукционная арматура, спускная арматура, пробно-спускная арматура и т. д. Области применения трубопроводной арматуры не могут не накладывать на нее особые требования. Арматура, используемая в газовом хозяйстве, должна быть герметичной в связи с высокой пожаро- и взрывоопасностью являющегося в данном случае рабочей средой ─ газа. Трубопроводная арматура для нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей из-за достаточно высокой химической агрессивности нефти должна обладать повышенной коррозионной стойкостью. Еще более агрессивная среда, включая концентрированные кислоты и щелочи, воздействует на трубопроводную арматуру, применяемую в химической промышленности.

● разновидности по присоединению к трубопроводу

По этому признаку арматуру разделяют на фланцевую, бесфланцевую , межфланцевую (т. е. бесфланцевую , устанавливаемую между фланцами трубопровода). Муфтовая арматура снаряжена присоединительными патрубками с внутренней резьбой. Арматура под приварку – патрубками для приварки к трубопроводу. Присоединительные патрубки есть и у штуцерной арматуры.

● разновидности по конструкции и формообразованию корпуса

Исходя из положения патрубков, можно говорить о проходной арматуре (присоединительные патрубки соосны или взаимно параллельны) или угловой арматуре (оси входного и выходного патрубков расположены перпендикулярно или не параллельно друг другу). Производится также арматура со смещенными осями патрубков.

Если площадь сечения проточной части меньше площади отверстия входного патрубка ─ это неполнопроходная арматура. Если примерно равна или больше ─ полнопроходная арматура. По методу изготовления корпусных деталей выделяют арматуру литую, литосварную , литоштампосварную , штампосварную .

● разновидности по типу уплотнений

Арматура, у которой герметизация штока, шпинделя или иного подвижного элемента относительно окружающей среды обеспечивается сальниковым уплотнением, носит название сальниковая арматура.

Арматура, у которой для герметизации сальниковое уплотнение не применяется, называется бессальниковой арматурой. В этот разряд попадают сильфонная и мембранная арматура.

Алфавиты большинства языков мира содержат по несколько десятков букв. Но это не помешало им накопить сотни тысяч слов, с использованием которых написаны миллионы книг. Так и с трубопроводной арматурой ─ ее невероятное разнообразие складывается из сравнительно небольшого, измеряемого единицами, иногда десятками, количества классификационных единиц. И появилось оно не случайно, а в силу необходимости дать ответ на огромное количество вопросов, найти алгоритм решения большого числа задач. Трубопроводной арматуре предъявляется столь широкий набор требований, что зачастую технические решения, с помощью которых можно добиться их выполнения, вступают в конфликт между собой, и появление большого числа разнообразных конструкций является одним из путей его преодоления. А классификация ─ лучший способ в этом разнообразии не потеряться.

Методы производства

Существующие технологии производства трубопроводной арматуры обеспечивают неукоснительное соблюдение её геометрических размеров и механических свойств. Для изготовления корпуса применяют методы:

• Ковки.
• Литья.
• Сварки.
• Штамповки.
• Их комбинирование (литоштампосварной, штампосварной корпус).

Стальные корпуса трубопроводных контуров в основном бывают штампованными. Технология изготовления штампованного корпуса заключается в нарезке трубной заготовки, её нагреве до температуры пластичности материала, термопластической деформации на обжимном пуансоне, имеющем форму его внутренней поверхности. Затем с помощью формовочного пуансона выдавливается патрубок. Отформованная таким образом заготовка снимается со штампа, подвергается дробеструйной и механической обработки, нанесению защитного покрытия.

Чугунные же корпуса чаще бывают литыми.

Арматура: виды, применение и классификация

Арматурой называют металлические или неметаллические стержни, разной длинны, формы и сечения, которые предназначены для увеличения устойчивости конструкций из бетона от воздействий сжимающего, растягивающего и складывающего характера. О видах и местах применения арматуры, вы сможете узнать, прочитав данную статью.

Арматура основные виды и материалы

Деление арматуры и элементов производится в первую очередь по: материалам изготовления, способом использования в конструкции, назначением, размером и сечением. Наиболее часто встречаемым материалом из которого изготавливается арматура является металл, он выглядит в виде стержней изготовленных горячекатаным или холоднотянутым способом с последующим упрочнением высокой температурой. Гораздо реже встречается арматура, изготовленная из углепластика. Каждый из материалов имеет свои особенности и характеристики и не всегда может заменять друг друга.

Арматурный профиль — формы

Арматура может иметь квадратную или круглую форму. Изделия квадратной формы изготавливают только путем горячей катки стали. Подобный вариант исполнения арматуры используют как угловые опоры или стойки для заборов. Круглая арматура бывает гладкой и рифлёной. Гладкие изделия применяют для придания общей формы конструкции, рифленые варианты для распределения основной нагрузки конструкции, например фундамента (подробнее о видах фундаментов, можно прочитать с этой статье.). Рифление на стержневой арматуре выглядит как выступы продольного, поперечного или диагонального вида на поверхности, расположенные на расстоянии друг от друга.

Виды и использование

В зависимости от назначения и условий применения арматуру делят на напрягаемую и ненапрягаемую. Напрягаемой бывает только рабочая арматура, используемая для придания конструкциям большей надежности. Арматура подобного типа изготавливается из материала особой прочности и подвергается натяжению при размещении в готовой форме. Ненапрягаемая арматура используется в качестве монтажной, распределительной и прочей не несущей основной рабочей нагрузки. Также в строительстве принять разделять арматуру на следующие группы:

• Рабочая – основной вид арматуры, берущей на себя растягивающие, сжимающие, скалывающие и прочие виды нагрузок, влияющие на создаваемую конструкцию;
• Распределительная – обеспечивает целостность конструкции, удерживая рабочие элементы в правильном положении, и распределяет нагрузку равномерно по всей площади.
• Монтажная – обеспечивает создание жесткого каркаса, фиксирующего все части при бетонировании. Функции монтажной арматуры могут выполнять как рабочие, так и распределительные изделия.

Стоит упомянуть, что при работе с арматурой используют так называемые, дополнительные элементы, которые служат для сбора и укрепления конструкции, присоединения к ней дополнительных деталей и соединения отдельных фрагментов в общие пространственные каркасы.

Классификация стальной арматуры

Арматурные изделия имеют собственную систему классификации, утвержденную соответствующим ГОСТ-ом. Выглядит она следующим образом: А 240С, А 800, А 600К и т.д. Числовой параметр в маркировке указывает на предел текучести стали, индексы С и К указывают на возможность сваривания материала и его устойчивость к коррозийному воздействию. Наличие индекса С важно для тех, кто собирается соединять арматуру путем сваривания – если его нет, варить арматуру не рекомендуется, так как сталь в месте сварки будет хрупкой. С целью

повышения характеристик в арматурную сталь дополнительно вводят углерод. Чем большее количество углерода содержится в металле, тем тверже и прочнее он становится. Однако при этом повышается его хрупкость и ухудшается качество сварки. Кроме углерода используют и другие легирующие добавки: хром, никель, молибден, титан, марганец и т.д. Одни из них повышают прочность, другие – стойкость к коррозии, третьи – увеличивают твердость. Наличие таких добавок также отражается в маркировке арматурной стали: Г- марганец, Т-титан, М-молибден, Ц-цирконий, Х-хром. Цифры перед буквенным обозначением указывают на процент углерода в стали, а цифры после – на процентное содержание самого элемента.

Для удобного и быстрого определения класса арматуры, некоторые металлургические заводы наносят прокатную маркировку на стержни в виде выпуклых меток на выступах, количество выступов между метками означает класс арматуры.

Если такой маркировки нет, то предусмотрена идентификация по нанесённой краске на торцах или хвостовых частях арматурных стержней.

Композитная арматура

Композитная арматура делится на три основных вида: стеклопластиковая (АСП), базальтпластиковая (АБП) и углепластиковая.

Основу стеклопластиковой арматуры составляет стекловолокно, связанное между собой специальными термоактивными смолами. Арматура, полученная из такого материала, отличается высокой прочностью, легкостью и полным отсутствием коррозии. Она широко применяется в европейских странах при малом и загородном строительстве, так как обладает минимальным весом и позволяет строить легкие, но прочные конструкции, не требующие основательных фундаментов.

Базальтопластиковая арматура – как понятно из названия, изготавливается из базальтового волокна и смол, связывающих материал в единое целое. Материал обладает повышенной устойчивостью к агрессивным средам и низкой теплопроводностью, однако малоустойчив к воздействию высоких температур, предел составляет 160 градусов по Цельсию.

Углепластиковая арматура – создается на основе углеродного волокна и обладает высокой прочностью на разрыв, превышая по этому параметру стальные изделия в разы. Так же, как и прочие композитные материалы углепластик долговечен, стоек к коррозии и химикатам, имеет легкий вес, что положительно влияет на скорость строительства.

Говоря о недостатках композитной арматуры, то основными можно считать малую упругость и жаропрочность, невозможность сварки и изгиба деталей на месте непосредственного монтажа.

Выбору арматуры при строительстве здания или возведении других видов конструкций из железобетона стоит уделить особое внимание, в идеале доверить это профессионалам, так как от этого во многом зависит качество, устойчивость и долговечность будущего строения или изделия. Если все же вы решили сделать выбор самостоятельно, то надеямся наша публикация помогла в обретении новых знаний об арматуре, ее видах, способах маркировки и местах применения.

Рифленая и гладкая арматура: сходства и отличия

Арматура повсеместно используется для возведения различных объектов жилого, промышленного фонда и инфраструктуры. Она необходима при строительстве каркасов сооружений и зданий, несущих конструкций дорог, фундаментов.

Виды арматуры

Строительная арматура представляет собой металлический прут, который может иметь разные технические характеристики в зависимости от наименования (А3, А500С, арматура А1, катанка, Ат800). Изделия делятся на две большие группы, имеющие разный внешний вид и назначение:

• Гладкий прут – при равном диаметре экономичнее рифленого.
• Прут круглой формы с насечками или рифленый.

Знать отличия между двумя этими видами металлопроката важно, чтобы не переплачивать за материалы и не нарушать обязательные требования официальной проектной документации.

Так выглядит рифленая арматура

Рифленая строительная арматура

Сталепромышленная компания «СПК «Регион» предлагает купить строительную арматуру с рифленой поверхностью нескольких видов:

• АЗ – один из самых востребованных видов изделий, используется в строительстве для армирования и упрочнения бетонных конструкций. Имеет высокую устойчивость к нагрузкам. Применяется для создания несущих систем промышленных и жилых зданий разной этажности.
• А500С – арматура нового поколения с отличной свариваемостью. Литера С в маркировке говорит о хорошей совместимости металлопроката с электросваркой.
• Ат800 – вид арматуры из стали повышенной прочности. Используется для создания конструкций сложной формы, рассчитанных на повышенные нагрузки. Для достижения высоких прочностных показателей металлопрокат подвергается процедуре термомеханического упрочнения.

Стальную рифленую арматуру АЗ/А500С изготавливают из углеродистой стали с низколегирующими добавками (марганец, кремний, хром, титан). Изделия с маркировкой С подвергаются многократному нагреву, благодаря чему материал впоследствии легко поддается сварке. Арматура АТ800 производится путем горячей прокатки металла.

Ребристые прутья представлены в широком ассортименте диаметров, площади сечения, массы 1 метра. Строительные изделия обладают следующими преимуществами:

• Отличная адгезия с бетоном благодаря рифленой поверхности.
• Способность выдерживать большое внутреннее напряжение в конструкциях.
• Высокая устойчивость к воздействию влаги и коррозии.
• Повышенная прочность на сжатие и разрыв при хорошей пластичности.
• Увеличенный срок службы металлопроката.
• Простой и удобный монтаж.
• Сферы применения рифленой строительной арматуры:
• Изготовление кровельных скоб.
• Сооружение фундамента.
• Создание прочных каркасов бетонных сооружений.

Арматура рифленого типа преимущественно используется для решения простых задач и изготовления основных конструкций, которым требуется придать устойчивость.

Так арматура используется для армирования бетонных конструкций

Гладкая строительная арматура

Металлический прут с круглым сечением без насечек из углеродистой стали или же низколегированных материалов с добавлением хрома (арматура А1). Стальной профиль с гладкой поверхностью, изготовленный горячекатанным способом, может иметь разный диаметр – от 6 до 40 мм. На рынок металлоизделия поставляются в прутках или в бухтах.

Приобрести гладкую строительную арматуру, изготовленную в соответствии с отраслевыми стандартами, можно у «СПК «Регион». Сталепромышленная компания реализует металлические прутки А1 из обычной стали, произведенные по методу горячего катания. Материал имеет следующие технические особенности:

• Отличные эксплуатационные качества – при изготовлении гладкой арматуры применяются технологии высокотемпературного уплотнения либо упрочнения вытяжкой.
• Экономичная стоимость – гладкий прут стоит дешевле рифленого при равном диаметре и длине.
• Большой выбор разновидностей арматуры с разным диаметром.
• Средний уровень адгезии к бетону.
• Хорошая свариваемость.

Основная функция гладкой арматуры – усиление свойств бетона в железобетонной конструкции.

Так создаются прочные бетонные конструкции

Сферы применения металлопроката:

• Автомобилестроение.
• Нефтедобывающая промышленность.
• Производство мебели.
• Армирование ЖБИ.
• Возведение свайных фундаментов.
• Изготовление металлоконструкций малых габаритов.
• Усиление колонн и стен жилых домов.
• Возведение ограждений.

Арматура гладкого типа используется для создания конструкций вспомогательного назначения со средней или небольшой нагрузкой (заборов, кованых элементов), может применяться в форме сеток, жгутов, трехмерного каркаса.

Узел запорной арматуры на линейной части трубопроводов

AИ-95

0

AИ-98

0

7 декабря 2019 в 14:04

13780

Узел запорной арматуры обеспечивает действия со средой, циркулирующей по трубам.

Узел запорной арматуры (УЗА) обеспечивает:

• 
  отключение участка линейной части трубопровода или связанных с ним трубопроводов и устройств от потока транспортируемой по ним среды, обеспечивая безопасность работ , регулировку, 
• распределение, смешивание и сброс циркулирующей по трубам среды.

Узел запорной арматуры на линейной части магистральных трубопроводов состоит из:

• 
  задвижки на фундаменте;
• 
  площадки обслуживания;
• 
  узла отбора давления в колодце до и после задвижки;
• 
  ограждения узла запорной арматуры;
• 
  защитного обвалования;
• 
  освещения;
• 
  охранной сигнализации;
• 
  обозначения узла запорной арматуры.

Запорная арматура предназначена для перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью.

Задвижка — тип арматуры, характеризующийся перпендикулярным к оси потока рабочей среды направлением перемещения запирающего или регулирующего элемента.

Конструкция запорной, регулирующей и предохранительной арматуры должна обеспечивать герметичность согласно ГОСТ 24856-2014 Арматура трубопроводная. Термины и определения.

Фундамент выполняется из монолитного или сборного железобетона.

Площадки обслуживания устанавливаются при расположении обслуживаемого элемента на высоте более 1,5 м от поверхности земли.

Площадка обслуживания выполняется из металла и конструктивно должна защищать крышку корпуса задвижки от прямого солнечного излучения.

Узел отбора давления располагают до и после задвижки на расстоянии не менее 2,0 м от задвижки в колодцах, выполненных из стальных труб диаметром не менее 1,2 м или железобетонных колец диаметром 1,5 м, высотой над уровнем земли не менее 0,35 м.

Расположение манометров должно позволять осуществлять контроль показаний вне колодца.

В одном колодце с манометром могут размещаться сигнализатор прохождения СОД и вантуз.

Заглубленную часть колодца покрывают битумом, наружную поверхность колодца и крышку огрунтовывают  эмалью.

Узлы отбора давления в обводненном грунте размещают в стальных герметичных колодцах диаметром не менее Ø1,5 м.

Колодец оборудуется лестницей для обслуживающего персонала, крышкой с козырьком, предотвращающим попадание атмосферных осадков в колодец.

Основание ограждения выполняется из труб Ø 300 — 500 мм, выполняющим функции противоподкопного устройства, со сварной петлей для возможного демонтажа всей конструкции или по частям при ремонтных работах.

Основание и ограждение грунтуется, незаглубленные поверхности основания окрашиваются эмалью, засыпаемая часть основания покрывается битумом.

Высота ограждения принимается не менее 2,0 м.

Предусматривается засыпка площадки узла запорной арматуры мелким щебнем, гравием с толщиной слоя не менее 100 мм.

Стойки для крепления секций ограждения из труб Ø 100 мм (или швеллера №11-12) высотой не менее 2,5 м, привариваются к основанию с шагом 2,5 м и заглушаются сверху для исключения попадания влаги.

Сетка ограждения выполняется из проволоки Ø 3-5 мм с квадратными ячейками 40÷50 мм, секции ограждения в обрамлении из уголка 50*5.

Сетка должна быть сварной или плетеной с цинковым покрытием, иметь качественное натяжение по всей длине пролета ограждения в вертикальном и горизонтальном направлении.

Расстояние между стойкой и секцией ограждения не должно превышать 500 мм.

Калитка должна быть прочной с размерами 1,0 м * 2,0 м с надежным запорным устройством.

Размеры ограждения должны обеспечивать свободный проход обслуживающего персонала по периметру внутри ограждения, расстояние между ограждением и размещенным внутри ограждения задвижкой, площадкой обслуживания, колодцами должно быть не менее 1,0 м.

Обвалование для береговой арматуры выполняется высотой 0,7 м с укреплением откосов противофильтрационным экраном, отвод воды с площадки осуществляется уклоном в сторону дренажной трубы со сбросом воды по уклону за территорию площадки, через обвалование устраиваются переходные мостики.

Для освещения используются светильники во взрывозащищенном исполнении, располагаемые по периметру площадки.

Ограждения узлов задвижек должны быть оборудованы системой охранной сигнализации, которая выводит на пульт оператора НПС (ЛПДС) информацию о несанкционированном доступе на охраняемую территорию.

Тревожные сигналы с технических средств охраны должны передаваться по проводным линиям связи.

Последние новости

Новости СМИ2

Произвольные записи из технической библиотеки

Используя данный сайт, вы даете согласие на использование файлов cookie, помогающих нам сделать его удобнее для вас. Подробнее.

Контрольные знаки и методы испытаний

Электродвигатель состоит из различных частей: статор, подшипники, ряд ремней или шестерен, коммутатор и, что не менее важно, ротор или якорь.

Два; ротор и якорь похожи, но совершенно разные. Первый является частью электродвигателя, который вращается, может иметь стержни, проводящие ток, может быть ранимым или просто оставаться ротором. В то время как последний состоит из стержней, проводящих ток, и щеток, открывающих электрический путь для тока.

Хотя обе части по-своему одинаково важны для двигателя, в этой статье мы сосредоточимся на якоре. Поврежденный якорь может сильно повлиять на эффективность вашего двигателя. Читайте дальше, чтобы узнать о негативном воздействии на ваш двигатель и конкретных способах проверки состояния якоря.

Признаки неисправности якоря

• Износ коллекторов: Это происходит из-за трения угольных щеток о поверхность коллектора. В конце концов, это постепенно повлияет и на состояние щеток, что приведет к их быстрому износу.
• Перегоревший якорь: Это может быть результатом нескольких проблем, таких как плохой поток воздуха, перегрузка, заклинивание, заземление, пробой изоляции, отказ регулятора и т.д. Если проблема в сгоревшей арматуре, вам придется перемотать арматуру.
• Заземление: Возникает при соединении части обмотки с металлическим сердечником якоря. Обычно это происходит при разрушении изоляции либо из-за перегрева, либо из-за усталости на краю щели из-за постоянного охлаждения, нагрева и вращения.

Способы проверки на предмет повреждения якоря

Growler

В основном это электрическое устройство, используемое для обнаружения короткозамкнутых катушек в двигателях. Что он делает, так это создает магнитный поток, который заставляет короткозамкнутый якорь подавать ток в щуп. Если ваш якорь в плохом состоянии, щуп начнет вибрировать в соответствии с производимым током.

Щетки для ревизионных заглушек

Одним из частых явлений, которое обычно наблюдается при повреждении якоря, является количество попыток, необходимых для включения двигателя. Сначала достаточно двух-трех попыток, чтобы включить его, но со временем он уже не сможет включиться полностью.

Как только вы взглянете на контрольные пробки и увидите, что щетки повреждены, велика вероятность, что виноват якорь. Чтобы еще раз проверить и убедиться, что это действительно так, просто установите новые щетки и посмотрите, не изношены ли они и не повреждены ли они.

Специальные методы испытаний

По словам Гроссхоппа, существует несколько способов проверки состояния якоря, прежде чем мы примем решение о капитальном ремонте электродвигателя. Ниже мы в общих чертах обобщили различные методы тестирования, которые вы можете попробовать.

Проверка сопротивления под углом 180°

С помощью омметра/вольтметра вы можете посмотреть значение сопротивления последовательных обмоток, соединенных между двумя коллекторными стержнями каждой катушки.

После этого настройте измеритель на Ом и затем измерьте сопротивление двух стержней коммутатора, в частности, на расстоянии 180° друг от друга. Затем поверните якорь и уменьшите значение сопротивления между каждым набором двух стержней на коммутаторе.

Хотя невозможно определить точное значение сопротивления якоря, каждое измерение должно давать одно и то же число. Если вы заметили, что величина сопротивления сильно отличается друг от друга, возможно, проблема в обмотках.

Точнее, уменьшение значения сопротивления может означать, что внутри катушки может быть короткое замыкание. В то время как внезапное увеличение значения сопротивления может означать, что провод оборвался или перегорел, что привело к прерыванию цепи.

Тест сопротивления стержня к стержню

Как и в предыдущем тесте, вы должны проверить, соответствует ли каждое измерение примерно одному и тому же значению.

Единственная разница между этим тестом и предыдущим тестом заключается в том, что вы будете проверять измерение одной катушки, а не сопротивление всех вместе взятых катушек, попарно между двумя стержнями; что объясняет гораздо более низкое значение сопротивления.

Состояние поврежденной арматуры также остается прежним; следите за любым резким увеличением или уменьшением значения сопротивления.

Тест сопротивления стержня коллектора

Последний тест, который вы можете сделать, это снять значение сопротивления каждого стержня коллектора со стопкой железной арматуры.

Приложив усилие, прижмите блок якоря двигателя непосредственно к валу якоря, чтобы вы могли снимать измерения с вала якоря. Даже в этом случае, в определенных ситуациях, арматура будет изолирована от пакета арматуры. В таком случае вам нужно будет измерить расстояние от каждого коллекторного стержня до стальной арматуры напрямую.

На что следует обращать внимание, так это на любые признаки электрической непрерывности вала якоря и/или пакета якоря. Если да, то это признак поврежденной арматуры.

Теперь мы надеемся, что вы ясно поняли, как проверить поврежденную арматуру с помощью этих тестов. Как только якорь не пройдет ни один из этих тестов, вам, возможно, придется подумать о перемотке, замене или обновлении. Точно так же, как и любое другое ваше оборудование, такое как генератор, вы должны обслуживать электрогенератор всякий раз, когда это необходимо, чтобы поддерживать ваше оборудование в идеальном состоянии.  

Как проверить якорь двигателя на наличие повреждений обмоток

Иногда мы получаем от наших клиентов вопрос: «Как я могу быстро проверить мой якорь, чтобы убедиться, что он в порядке?»

Если у вас есть доступ к вольтметру, вы можете выполнить три быстрые проверки, которые покажут, правильно ли работает якорь двигателя. Но сначала мы должны понять некоторые основы конструкции арматуры.

Базовая конструкция якоря

Якорь (на фото справа) имеет непрерывный ряд обмоток от каждого стержня на коллекторе, которые образуют петлю вокруг стальных зубцов и соединяются со следующим стержнем на коллекторе. Обмотка продолжает петлять по всему якорю таким же образом. Петли представляют собой либо одиночные, либо параллельные проводники (провода) и могут вращаться любое количество раз вокруг зубцов стека (называемых витками в катушке). Провод может иметь разное сечение в соответствии с конструкцией двигателя. Каждый провод изолирован эмалевым покрытием, изолирующим его от любого другого провода в контуре, и заканчивается только на шине коммутатора. Витки в каждой катушке обвиваются вокруг массива железа, образуя электромагнит. При подаче напряжения в якоре двигателя создается электромагнитное поле. Это электромагнитное поле взаимодействует с магнитными полями постоянных магнитов в двигателе (в случае двигателя с постоянными магнитами) или с электромагнитным полем, создаваемым статором (в случае универсального двигателя). Эти магнитные силы притягиваются друг к другу, создавая крутящий момент на валу якоря, заставляя его вращаться.

Если двигатель приводится в действие со слишком высокой нагрузкой для окружающей среды, а температура может подняться выше температурных пределов изоляции, изоляция на проводах может пробиться и замкнуться между собой или на корпус якоря. Если обмотки замкнуты вместе, электромагнитные поля не могут быть созданы для этой катушки, в результате чего двигатель будет работать хаотично или выйдет из строя все вместе.

Тест якоря #1

Для проверки состояния обмоток якоря, возможно, придется снять якорь с двигателя. Однако, если в конструкции мотора есть внешние щеткодержатели, можно открутить колпачки щеток и снять щетки. В зависимости от размера щетки это может обеспечить доступ к коллектору без снятия якоря с двигателя.

Первая проверка на предмет короткого замыкания обмотки якоря – это тест «Сопротивление 180°». Вольт/омметр можно использовать для проверки сопротивления последовательных обмоток, подключенных между двумя коллекторными стержнями каждой катушки. Настройте мультиметр на измерение сопротивления (Ом), а затем измерьте сопротивление двух коллекторных стержней, расположенных под углом 180° друг к другу. Поверните якорь и проверьте сопротивление между каждой парой стержней на коллекторе. На рис. 3 изображен коммутатор на 32 бара, поэтому эту проверку необходимо выполнить между каждой из 16 пар. Сопротивление, которое вы будете измерять, зависит от количества витков в каждой катушке и сечения используемого провода. Это также зависит от рабочего напряжения, на которое рассчитан двигатель. Например, 9Двигатель постоянного тока 0 В будет иметь меньшие проводники и больше витков на катушку для повышения сопротивления, тогда как двигатель постоянного тока 12 В будет иметь более крупные проводники и меньше витков на катушку для снижения сопротивления. Хотя вы, вероятно, не будете знать предполагаемое значение сопротивления якоря, каждое измерение должно показывать примерно одно и то же. Если сопротивление резко меняется, проблема может быть в обмотках. Падение сопротивления может указывать на короткое замыкание между проводами в катушке. Огромный всплеск сопротивления может указывать на то, что провод перегорел или разорвался, что привело к разрыву цепи.

Тест якоря #2

Вторая проверка — это тест «Сопротивление стержня к стержню» (на фото справа). Это проверит каждую катушку в якоре двигателя. Опять же, конкретное значение зависит от конструкции двигателя (проводов на петлю, количества витков на катушку и калибра провода). Как и в случае с первым тестом, важно отметить, что все измерения должны быть примерно одинаковыми. (Примечание: сопротивление, которое вы измерите в этом тесте, будет намного меньше, чем в первом тесте, потому что вы будете измерять только одну катушку. В первом тесте измеряется сопротивление всех катушек, последовательно соединенных между двумя баров.) Подобно тесту № 1, падение сопротивления будет указывать на короткое замыкание между проводами в этой катушке, а всплеск сопротивления может указывать на оборванный или сгоревший провод в катушке.

Испытание якоря #3

Третье и последнее испытание заключается в измерении сопротивления каждого коллекторного стержня массиву железного якоря. Если пакет якоря двигателя прижат непосредственно к валу якоря, вы можете использовать вал якоря для измерения. Однако в некоторых случаях даже вал якоря изолирован от пакета якоря. В этом случае вам придется измерять расстояние от каждого коллекторного стержня до стальной арматуры напрямую. В любом случае коллекторные стержни никогда не должны иметь непрерывного электрического соединения с блоком якоря и/или валом якоря.

Если какое-либо из этих измерений не пройдено, можно предположить, что якорь поврежден.

Не знаете, какой тип двигателя подходит для вашего применения? Воспользуйтесь нашим удобным инструментом поиска двигателей.

Как проверить поврежденный якорь

Вот три быстрых теста, которые можно выполнить с помощью вольтметра, чтобы проверить обмотку якоря двигателя постоянного тока, чтобы определить, правильно ли работает якорь двигателя.

ВИДЕО ТЕХНИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ GROSCHOPP – КАК ПРОВЕРИТЬ ПОВРЕЖДЕНИЕ АРМАТУРЫ

Привет, я Джим. Я инженер-конструктор в Groschopp, и я здесь с техническим советом Groschopp. В сегодняшнем техническом совете мы расскажем, как измерить якорь на наличие сломанных или поврежденных обмоток. На этом якоре у нас есть вал и коллектор, на котором есть стержни. Коллекторные стержни соединены с обмоткой якоря, а обмотка намотана вокруг зубцов на пластинчатом пакете. Это создает электромагнитный эффект, который взаимодействует с постоянными магнитами в корпусе двигателя, заставляя двигатель вращаться. У нас также есть система изоляции, изолирующая все эти элементы от земли.

В Groschopp для проверки поврежденных или закороченных обмоток у нас есть три метода измерения. Первый называется 180-градусным испытанием, и, как следует из названия, мы будем измерять сопротивление обмоток коллекторных стержней, отстоящих друг от друга на 180 градусов. И мы будем измерять все обмотки, которые соединены последовательно, петляя по всему периметру из стержней, расположенных друг напротив друга. В этом конкретном измерении мы читаем около 0,6 Ом. Фактическое значение не имеет значения. Важно то, что каждый раз, когда мы выполняем это измерение, проходя весь круг, вращая нашу арматуру, оно остается постоянным. Если он резко меняется, уходит в ноль или обрывается, то это свидетельствует о повреждении обмотки.

Следующим тестом, который мы проведем, будет проверка от полосы к полосе, которая измеряет каждую отдельную петлю. И снова, как следует из названия, соседние друг с другом столбики, измеряем 0,3 Ом, 0,4. Теперь вы можете не знать, что будет читать ваш проект арматуры. Опять же, просто важно, чтобы они не отличались радикально.

Последним испытанием является испытание стержнем на землю. В этом тесте мы измеряем сопротивление каждого стержня относительно земли, в данном случае вала якоря. И мы никогда не хотим иметь непрерывность между какими-либо стержнями и землей. Он всегда должен быть разомкнут.

Если ваши измерения не соответствуют ни одному из этих параметров, вполне возможно, что обмотка якоря сломана или повреждена и не будет работать должным образом. Это был технический совет Groschopp. Если вам нужна дополнительная информация о двигателях с дробной мощностью, посетите сайт Groschopp.com.

Прочтите нашу запись в блоге о том, как проверить якорь на наличие поврежденных обмоток: https://www.groschopp.com/how-to-check-a-motor-armature/

Дополнительные видео

• Основы мотор-редуктора | Тематические исследования

  Мы берем все, что обсудили, и применяем в трех сценариях. Любой мотор-редуктор подойдет для большинства применений, но обычно есть только один или два наиболее подходящих типа.

• Основы мотор-редуктора | Подходящие мотор-редукторы – интегрированные решения

  В этом видео мы обсуждаем, как выбрать мотор-редуктор за четыре простых шага, выбрав встроенный мотор-редуктор.

• Основы мотор-редуктора | Подходящие мотор-редукторы — выбор двигателя

  В этом видео мы продолжаем обсуждение выбора мотор-редуктора путем сопряжения отдельных компонентов. Теперь мы рассмотрим, как выбрать двигатель на основе редуктора, выбранного для применения.

• Основы мотор-редуктора | Соответствующие редукторные двигатели — выбор редуктора

  В этом видео мы начинаем подробное изучение выбора мотор-редуктора. Существует два метода сопряжения двигателей и редукторов для создания оптимального мотор-редуктора. Здесь мы начнем с первого метода, взглянув на выбор коробки передач.

• Основы мотор-редуктора | Параметры приложения

  В этом видеоролике рассматриваются важные критерии применения, которые необходимо учитывать при выборе мотор-редуктора.

• Основы мотор-редуктора | Угловые переходники

  Угловые переходники

  отлично подходят для применений, где размер и пространство имеют первостепенное значение. С возможностью выхода превратить 9Угол 0 градусов.

• Основы мотор-редуктора | Планетарные редукторы

  Планетарные редукторы

  идеально подходят для приложений, требующих высокого крутящего момента в небольшом корпусе и выходного вала с соосным выравниванием. Мы обсудим конструкцию, характеристики, преимущества и недостатки планетарных редукторов.

• Основы мотор-редуктора | Редукторы с параллельными валами

  Редукторы с параллельными валами

  — идеальное решение для непрерывного режима работы; приложения, требующие низкого крутящего момента; приложения с более высокими температурами окружающей среды; или приложения, которые являются экономически сознательными.

• Основы мотор-редуктора | Введение в мотор-редукторы

  В этом видео мы даем краткий обзор двигателей и объясняем обоснование использования мотор-редукторов — почему использование редуктора (редуктора) с двигателем позволяет использовать двигатель меньшего размера и увеличить крутящий момент и/или скорость.

• Технический совет: поиск и устранение неисправностей перегрева двигателя

  Даже если двигатель соответствует применению на бумаге, вы все равно можете столкнуться с новыми переменными во время тестирования. Вот шесть общих проверок, которые помогут определить, почему ваш двигатель может перегреваться.

• Технический совет: Планетарные коробки передач

  В этом видео обсуждаем планетарные редукторы. Узнайте все тонкости работы этих редукторов, а также их преимущества и недостатки.

• Как выбрать электродвигатель: инженерные инструменты

  В завершение этой серии видеороликов мы поделимся несколькими формулами расчета двигателя и другими инструментами, которые помогут вам в процессе выбора.

• Как выбрать электродвигатель: примеры из практики

  Мы берем все, что мы обсуждали, и применяем это в трех сценариях с различными уровнями настраиваемых двигателей. Любой двигатель подойдет для большинства применений, но обычно есть только один или два наиболее подходящих типа.

• Как выбрать электродвигатель: изготовленные на заказ электродвигатели

  В этом видеоролике мы надеемся развеять любые опасения, которые могут возникнуть у вас по поводу того, что связано с настройкой двигателя для вашего приложения. Вам не нужно брать стандартный двигатель и пытаться сделать его «подходящим» для вашего применения.

• Как выбрать электродвигатель: бесщеточные двигатели постоянного тока

  В этом видео мы обсуждаем конструкцию, характеристики, преимущества и недостатки двигателей BLDC. Мы также рассмотрим кривые производительности двигателя BLDC для скорости, крутящего момента и эффективности.

• Как выбрать электродвигатель: двигатели переменного тока

  В этом видео мы обсуждаем конструкцию, характеристики, преимущества и недостатки двигателей переменного тока. Мы также рассмотрим кривые производительности двигателя переменного тока по скорости, крутящему моменту и КПД.

• Как выбрать электродвигатель: двигатели постоянного тока

  В этом видео мы обсуждаем конструкцию, характеристики, преимущества и недостатки двигателей постоянного тока. Мы также рассмотрим кривые производительности двигателя постоянного тока по скорости, крутящему моменту и КПД.

• Как выбрать электродвигатель: Universal Motors

  В этом видео мы обсуждаем конструкцию, характеристики, преимущества и недостатки Universal Motors. Мы также рассмотрим кривые производительности универсального двигателя по скорости, крутящему моменту и эффективности.

• Как выбрать электродвигатель: критерии применения (часть 2)

  Это вторая часть нашего обсуждения критериев применения. Это кажется очевидным, но мы хотели бы напомнить нашим клиентам всегда учитывать максимальный размер и вес двигателя, который позволяет их применение, и знать, какой ожидаемый срок службы должен быть у двигателя.

• Как выбрать электродвигатель: критерии применения (часть 1)

  В этом видео (и в следующем) рассматриваются важные критерии приложения. Сначала мы сосредоточимся на ограничениях приложения, которые необходимо учитывать в процессе проектирования.

• Как выбрать электродвигатель: введение и основы

  Выбор правильного двигателя может быть сложным процессом. В этом первом видео мы знакомим с основными концепциями электродвигателей.

• Как переключать напряжение между 12 В и 24–48 В на бесколлекторном контроллере Groschopp

  В этом видеоролике показано краткое пошаговое руководство по переключению выходного напряжения на бесщеточном регуляторе Groschopp.

• Как установить ограничение тока на бесколлекторном контроллере Groschopp

  В этом коротком видеоролике показано, как установить текущий предел для бесколлекторного управления Groschopp.

• Как настроить усиление на бесколлекторном контроллере Groschopp

  Посмотрите это видео, чтобы узнать об усилении и о том, как установить его на бесколлекторном регуляторе Groschopp.

• Технические советы Groschopp: инструмент поиска двигателя

  В этом учебном видео показано, как использовать инструмент поиска двигателей Groschopp, чтобы найти идеальный двигатель.

• Технические советы: основы бесщеточного управления

  Посмотрев это видео, вы изучите основы всех бесколлекторных элементов управления Groschopp, типов их корпусов, а также опций для низкого и высокого напряжения.

• Технические советы: масло или смазка

  В этом видео мы расскажем о 7 факторах, которые следует учитывать при выборе между маслом и смазкой, чтобы определить, какой тип смазки лучше всего подходит для вашего мотор-редуктора.

• Планетарные прямоугольные мотор-редукторы постоянного тока

  Groschopp предлагает линейку планетарных прямоугольных мотор-редукторов постоянного тока, которые обладают преимуществами стандартных прямоугольных мотор-редукторов без потери эффективности.

• Groschopp представляет модификации и 3D-модели

  Groschopp упрощает выбор правильного двигателя или мотор-редуктора, добавляя 3D-модели на каждую страницу продукта, а также на страницы настройки.

• Технические советы: основы бесщеточного двигателя постоянного тока

  В этом видеоролике с техническими советами объясняются основы бесщеточных двигателей постоянного тока: как они устроены и как работают.

• Технические советы: Задний привод и торможение

  В этом техническом совете обсуждаются преимущества заднего привода и тормозов, а также типы приложений, для которых они лучше всего подходят.

• Технические советы: рабочий цикл

  В этом видео мы даем вам краткое руководство по важности рабочего цикла для оптимальной работы маломощных двигателей и мотор-редукторов.

• Технические советы: суровые условия эксплуатации двигателя

  Как двигатели малой мощности рассчитаны на суровые условия эксплуатации. Понимание рейтингов IP и жестких условий эксплуатации важно для точного описания требований приложения.

• Технические советы: основы работы с двигателем переменного тока

  Понимание характеристик двигателей переменного тока позволяет инженерам выбирать двигатель, наиболее подходящий для их применения.

• Преимущество Groschopp

  Что делает Groschopp особенной компанией для наших клиентов? Все зависит от людей, которые составляют компанию. Узнайте, как они лежат в основе Groschopp Advantage.

• История Groschopp, Inc.

  Богатая история Groschopp, Inc. начинается в 1930 году с компании под названием Wincharger. Как мы попали из Wincharger в Groschopp? Смотрите и узнавайте.

• Технические советы: как проверить поврежденную арматуру

  Вот три быстрые проверки, которые вы можете выполнить с помощью вольтметра, чтобы проверить обмотку якоря двигателя постоянного тока, чтобы определить, правильно ли работает якорь двигателя.

• Новый бесщеточный двигатель постоянного тока

  Представляем надежную комбинацию бесщеточного двигателя постоянного тока и редуктора. Новый бесщеточный двигатель не требует технического обслуживания, обладает высокой надежностью и имеет срок службы более 20 000 часов.

• Выберите мотор-редуктор – 4 шага

  Это видеоруководство «как сделать» охватывает основы выбора мотор-редуктора в четыре простых шага: включая скорость, крутящий момент и требования к применению.

• Чудеса производства

  Ознакомьтесь с возможностями производства, обеспечения качества и проектирования Groschopp, а также загляните внутрь производственного предприятия и инженерной лаборатории Groschopp, расположенных в Сиу-Сентер, штат Айова.

Серия учебных курсов по электротехнике и электронике ВМС (NEETS), модуль 5, с 1-11 по 1-20

NEETS   Модуль 5. Введение в генераторы и двигатели

Страницы i,
1−1,
1−11,
1−21,
1−31,
2−1,
2−11,
3−1,
3−11,
4−1,
4−11, индекс

Рис. 1-10. — Реакция двигателя в генераторе.

Взаимодействие между полем проводника и основным полем генератора ослабляет поле выше
проводник и усиливает поле под проводником. Основное поле состоит из строк, которые теперь действуют как
натянутые резинки. Таким образом, создается восходящая сила реакции, которая действует в противовес нисходящей движущей силе.
усилие, приложенное к проводнику якоря. Если сила тока в проводнике увеличивается, сила реакции увеличивается.
Следовательно, к проводнику необходимо приложить большую силу, чтобы он продолжал двигаться.

При отсутствии тока якоря
магнитной (двигательной) реакции нет. Следовательно, усилие, необходимое для поворота якоря, невелико. Как арматура
увеличивается сила тока, увеличивается реакция каждого проводника якоря на вращение. Фактическая сила в
генератора умножается на количество проводников в якоре. Движущая сила, необходимая для поддержания
скорость якоря генератора должна быть увеличена, чтобы преодолеть реакцию двигателя. Сила, приложенная для поворота якоря
должен преодолевать силу реакции двигателя во всех генераторах постоянного тока. Устройство, обеспечивающее вращательную силу, приложенную к
арматура называется ПЕРВИЧНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ. Первичным двигателем может быть электродвигатель, бензиновый двигатель, паровой двигатель.
турбина или любое другое механическое устройство, создающее вращающую силу.

Q13. На что влияет двигатель
реакция в генераторе постоянного тока?

ПОТЕРИ В ЯКОРЕ

В генераторах постоянного тока, как и в большинстве электрических устройств, действуют определенные силы,
снизить эффективность. Эти силы, так как они действуют на якорь, рассматриваются как потери и могут быть определены как
следующим образом:

1.  I ² R, или потери в меди в обмотке

2. Потери на вихревые токи в сердечнике

3. Потеря гистерезиса (своего рода магнитное трение)

Потери в меди

Потери мощности в виде тепла в обмотке якоря
генератор известен как ПОТЕРИ МЕДИ. Тепло выделяется всякий раз, когда ток течет по проводнику. Потери меди I ² R
потери, которые увеличиваются с увеличением тока. Количество выделяемого тепла также пропорционально сопротивлению
проводник. Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально поперечному сечению.
площадь сечения. Потери в меди в обмотках якоря сведены к минимуму за счет использования проволоки большого диаметра.

Q14. какая
вызывает потери меди?

Потери на вихревые токи

Сердечник якоря генератора
изготовлен из мягкого железа, которое является проводящим материалом с желаемыми магнитными характеристиками. Любой дирижер будет
в нем индуцируются токи, когда он вращается в магнитном поле. Эти токи, индуцируемые в
сердечник якоря генератора называются ВИХРЕВЫМИ ТОКАМИ. Мощность, рассеиваемая в виде тепла, в результате
вихревые токи, считается потерями.

Вихревые токи, как и любые другие электрические токи, подвержены влиянию
сопротивлением материала, по которому течет ток. Сопротивление любого материала обратно пропорционально
пропорциональна площади его поперечного сечения. Рисунок 1-11, вид А, показывает вихревые токи, наведенные в сердечнике якоря.
это твердый кусок мягкого железа. Рисунок 1-11, вид B, показывает сердечник из мягкого железа того же размера, но состоящий из
несколько небольших кусочков, изолированных друг от друга. Этот процесс называется ламинированием. Токи в каждой части
в многослойном сердечнике значительно меньше, чем в сплошном сердечнике, потому что сопротивление кусков намного
выше. (Сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения.) Токи в отдельных частях
многослойный сердечник настолько мал, что сумма отдельных токов намного меньше суммы вихревых
токи в твердом железном сердечнике.

Рис. 1-11. — Вихревые токи в сердечниках якоря генератора постоянного тока.

Как видите, потери на вихревые токи остаются низкими, когда материал сердечника состоит из множества тонких листов.
металла. Пластины в якоре небольшого генератора могут быть толщиной до 1/64 дюйма. Ламинаты утеплены
друг от друга тонким слоем лака или, в некоторых случаях, просто окислением поверхностей.
Окисление вызывается контактом с воздухом во время отжига ламинатов. Необходимое значение изоляции
не быть высоким, потому что индуцированные напряжения очень малы.

В большинстве генераторов используется якорь с многослойным
сердечники для уменьшения потерь на вихревые токи.

Q15. Как уменьшить вихревой ток?

Гистерезис
Потери

Гистерезисные потери — это потери тепла, вызванные магнитными свойствами якоря. Когда сердечник якоря находится в
магнитное поле, магнитные частицы ядра стремятся выровняться с магнитным полем. Когда сердечник якоря
вращается, его магнитное поле постоянно меняет направление. Непрерывное движение магнитных частиц, как
они пытаются выровняться с магнитным полем, производят молекулярное трение. Это, в свою очередь, производит тепло.
Это тепло передается обмоткам якоря. Нагрев вызывает увеличение сопротивления якоря.

Кому
Для компенсации гистерезисных потерь в большинстве якорей генераторов постоянного тока используются пластины из термообработанной кремнистой стали.
После того, как стали придали нужную форму, пластины нагревают и дают им остыть. Этот
Процесс отжига снижает потери на гистерезис до низкого значения.

ПРАКТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА

Фактическая конструкция и принцип работы практического генератора постоянного тока несколько отличаются от наших
элементарные генераторы. Различия заключаются в конструкции якоря, способе, которым якорь
наматывается, и способ разработки основного поля.

Генератор с одним или двумя контурами якоря
имеет высокое пульсирующее напряжение. Это приводит к тому, что ток слишком мал, чтобы иметь какое-либо практическое применение. Чтобы увеличить количество
выходной ток, используется несколько витков провода. Эти дополнительные петли устраняют большую часть пульсаций.
петли проволоки, называемые обмотками, равномерно распределены вокруг якоря, так что расстояние между каждой обмоткой
одинаковый.

Коммутатор в практическом генераторе также отличается. Он имеет несколько сегментов вместо двух или четырех, как в
наши элементарные генераторы. Количество сегментов должно равняться количеству витков якоря.

АРМАТУРА GRAMME-RING

Схема арматуры GRAMME-RING показана на рис. 1-12, вид A. Каждый
катушка подключена к двум сегментам коммутатора, как показано на рисунке. Один конец катушки 1 идет к сегменту А, а другой конец
катушка 1 идет к сегменту B. Один конец катушки 2 идет к сегменту C, а другой конец катушки 2 идет к сегменту B.
остальные катушки соединены таким же образом последовательно вокруг якоря. Чтобы завершить серию
устройство, катушка 8 соединяется с сегментом A. Таким образом, каждая катушка последовательно с каждой другой катушкой.

 Рис. 1-12. — Грамм-кольцевая арматура.

На рис. 1-12, вид B показан составной вид каркаса кольца Грамма. Это иллюстрирует более
графически изобразите физическое соотношение расположения катушек и коммутатора.

Обмотки кольца Грамма
арматура размещена на железном кольце. недостатком такой компоновки является то, что обмотки, расположенные на внутренней
сторона железного кольца разрезала несколько линий флюса. Следовательно, в них мало индуцированного напряжения, если оно вообще есть. За
по этой причине каркас кольца Грамма не получил широкого распространения.

АРМАТУРА БАРАБАННОГО ТИПА

A
арматура барабанного типа показана на рис. 1-13. Обмотки якоря размещены в пазах, вырезанных в металле барабанной формы.
основной. Каждая обмотка полностью окружает сердечник, так что проводник по всей длине пересекает основной магнитопровод.
поле. Поэтому полное напряжение, индуцируемое в якоре, больше, чем в кольце Грамма. Ты это видишь
арматура барабанного типа намного эффективнее грамм-кольца. Этим объясняется почти повсеместное использование
якорь барабанного типа в современных генераторах постоянного тока.

Рис. 1-13. — Арматура барабанного типа.

Якоря барабанного типа наматываются одним из двух типов обмоток — круговой обмоткой или волновой обмоткой.

Нахлесточная обмотка показана на рис. 1-14, вид а. Этот тип обмотки используется в генераторах постоянного тока, предназначенных для
сильноточные приложения. Обмотки соединены так, чтобы обеспечить несколько параллельных путей для тока в
арматура. По этой причине якоря с намоткой внахлест, используемые в генераторах постоянного тока, требуют нескольких пар полюсов и щеток.

Рис. 1-14. — Типы обмоток, применяемые на якорях барабанного типа.

На рис. 1-14, вид В показана волновая обмотка на якоре барабанного типа. Этот тип обмотки используется в постоянном токе.
генераторы, используемые в высоковольтных установках. Обратите внимание, что два конца каждой катушки подключены к
сегменты коммутатора разделены расстоянием между полюсами. Эта конфигурация позволяет серийно добавлять
напряжения во всех обмотках между щетками. Для этого типа намотки требуется только одна пара щеток. На практике,
практичный генератор может иметь несколько пар для улучшения коммутации.

Q16. Почему арматура барабанного типа
предпочтительнее якоря с кольцом Грамма в современных генераторах постоянного тока?

Q17. Натяжные обмотки используются в
генераторы, предназначенные для какого типа применения?

ВОЗБУЖДЕНИЕ ПОЛЯ

При постоянном токе
На обмотки возбуждения генератора постоянного тока подается напряжение, по обмоткам течет ток и создается
стационарное магнитное поле. Это называется ВОЗБУЖДЕНИЕМ ПОЛЯ.

Это напряжение возбуждения может создаваться
сам генератор или он может питаться от внешнего источника, например, от батареи. генератор, который сам себя снабжает
возбуждения поля называется САМОВОЗБУЖДАЮЩИЙСЯ ГЕНЕРАТОР. Самовозбуждение возможно, только если полюсные наконечники возбуждения
сохранили небольшое количество постоянного магнетизма, называемого ОСТАТОЧНЫМ МАГНИТИЗМОМ. Когда генератор запускается
при вращении слабый остаточный магнетизм вызывает генерацию небольшого напряжения в якоре. Это маленькое напряжение
применяется к

катушки возбуждения вызывают небольшой ток возбуждения. Хотя этот ток поля мал, он усиливает
магнитное поле и позволяет якорю генерировать более высокое напряжение. Более высокое напряжение увеличивает поле
сила и так далее. Этот процесс продолжается до тех пор, пока выходное напряжение не достигнет номинальной мощности генератора.

Классификация ГЕНЕРАТОРОВ

Генераторы с самовозбуждением классифицируются по типу
Полевое соединение, которое они используют. Существует три основных типа полевых соединений: последовательное, параллельное.
(параллельный) и СОЕДИНЕННЫЙ. Генераторы с составной обмоткой далее классифицируются как кумулятивно-составные и
дифференциально-составной. Последние две классификации в этой главе не обсуждаются.

Генератор с последовательной обмоткой

В генераторе с последовательным возбуждением, показанном на рис. 1-15, обмотки возбуждения соединены последовательно с якорем.
Ток, протекающий в якоре, течет по внешней цепи и по обмоткам возбуждения. Внешний
Цепь, подключенная к генератору, называется цепью нагрузки.

Рис. 1-15. — Генератор с последовательным возбуждением.

Генератор с последовательной обмоткой использует катушки возбуждения с очень низким сопротивлением, которые состоят из нескольких витков больших
проволока диаметр.

Выходное напряжение увеличивается по мере того, как цепь нагрузки начинает потреблять больше тока. Под
В условиях малой нагрузки ток, протекающий в нагрузке и через генератор, невелик. Так как маленький
ток означает, что небольшое магнитное поле создается полюсами поля, только небольшое напряжение индуцируется в
арматура. Если сопротивление нагрузки уменьшается, ток нагрузки увеличивается. При этом условии более актуальным
течет по полю. Это увеличивает магнитное поле и увеличивает выходное напряжение. постоянный ток с последовательной обмоткой
Характеристика генератора заключается в том, что выходное напряжение зависит от тока нагрузки. Это нежелательно в большинстве
Приложения. По этой причине данный тип генератора редко используется в повседневной практике.

Генератор с последовательным возбуждением предоставил простой способ познакомить вас с генераторами с автовозбуждением.

Генераторы с параллельным возбуждением

В генераторе с параллельным возбуждением, подобном показанному на рис.
Рисунок 1-16, катушки возбуждения состоят из множества витков тонкого провода. Они подключаются параллельно нагрузке. В
другими словами, они подключены через выходное напряжение якоря.

Рис. 1-16. — Шунтовой генератор.

Ток в обмотках возбуждения генератора с параллельным возбуждением не зависит от тока нагрузки (токи в
параллельные ветви не зависят друг от друга). Поскольку ток поля и, следовательно, напряженность поля не
зависит от тока нагрузки, выходное напряжение остается почти постоянным, чем выходное напряжение
генератор с последовательным возбуждением.

В реальных условиях выходное напряжение генератора постоянного тока с параллельной обмоткой изменяется обратно пропорционально
при изменении тока нагрузки. Выходное напряжение уменьшается по мере увеличения тока нагрузки, потому что падение напряжения на
сопротивление якоря увеличивается (E = IR).

В генераторе с последовательной обмоткой выходное напряжение напрямую зависит от
ток нагрузки. В генераторе с параллельной обмоткой выходное напряжение обратно пропорционально току нагрузки. сочетание
два типа могут преодолеть недостатки обоих. Эта комбинация обмоток называется комбинированной обмоткой постоянного тока.
генератор.

Генераторы с комбинированной обмоткой

Генераторы с комбинированной обмоткой имеют обмотку последовательного возбуждения в
в дополнение к обмотке шунтирующего поля, как показано на рис. 1-17. Шунтирующая и последовательная обмотки намотаны на одном и том же
полюсные куски.

Рис. 1-17. — Генератор с комбинированной обмоткой.

В генераторе с составной обмоткой при увеличении тока нагрузки напряжение якоря уменьшается так же, как и в
генератор с шунтирующим возбуждением. Это приводит к уменьшению напряжения, подаваемого на обмотку шунтирующего поля, что приводит к
в уменьшении магнитного поля. Это же увеличение тока нагрузки, так как он протекает через последовательно
обмотки, вызывает увеличение магнитного поля, создаваемого этой обмоткой.

Соотнося два
полей так, что уменьшение поля шунта как раз компенсируется увеличением поля последовательностей, выход
напряжение остается постоянным. Это показано на рис. 1-18, на котором показаны характеристики напряжения серии-,
генераторы с шунтовой и комбинированной обмоткой. Как видите, соразмерив эффекты двух полей (ряда и
шунт), генератор с составной обмоткой обеспечивает постоянное выходное напряжение при различных условиях нагрузки. Фактические кривые
редко, если вообще когда-либо, так совершенны, как показано.

Рис. 1-18. — Выходные характеристики напряжения последовательного, параллельного и составного постоянного тока
генераторы.

Q18. Каковы три классификации генераторов постоянного тока?

Q19. Что главное
недостаток серийных генераторов?

КОНСТРУКЦИЯ ГЕНЕРАТОРОВ

На рис. 1-19, виды от А до Е, показаны составные части генераторов постоянного тока. На рис. 1-20 показан весь генератор.
с установленными комплектующими. Рисунок в разрезе поможет вам увидеть физическое взаимоотношение
компонентов друг к другу.

Рис. 1-19. — Компоненты генератора постоянного тока.

Рисунок 1-20. — Конструкция генератора постоянного тока (чертеж в разрезе).

РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Регулирование генератора относится к ИЗМЕНЕНИЮ НАПРЯЖЕНИЯ
происходит при изменении нагрузки. Обычно выражается как изменение напряжения в состоянии холостого хода.
до состояния полной нагрузки и выражается в процентах от полной нагрузки. Он выражается следующей формулой:

где E _nL — напряжение на клемме без нагрузки, а E _fL — клемма с полной нагрузкой
напряжение генератора. Например, чтобы рассчитать процент регулирования генератора без нагрузки
напряжение 462 вольта и напряжение полной нагрузки 440 вольт

Дано:

 
· Напряжение холостого хода 462 В

· Напряжение полной нагрузки 440 В Решение:

—	Материя, Энергия, и постоянного тока
—	Переменный ток и трансформаторы
—	Защита цепи, контроль и измерение
—	Электрические проводники, электромонтажные работы, и схематическое чтение
—	Генераторы и двигатели
—	Электронное излучение, лампы и источники питания
—	Твердотельные устройства и блоки питания
—	Усилители
—	Схемы генерации и формирования волн
—	Распространение волн, линии передачи и Антенны
—	Принципы работы с микроволнами
—	Принципы модуляции
—	Введение в системы счисления и логические схемы
—	— Введение в микроэлектронику
—	Принципы синхронизаторов, сервоприводов и гироскопов
—	Знакомство с испытательным оборудованием
—	Принципы радиочастотной связи
—	Принципы радиолокации
—	Справочник техника, основной глоссарий
—	Методы испытаний и практика
—	Введение в цифровые компьютеры
—	Магнитная запись
—	Введение в волоконную оптику
Примечание: Navy Electricity and Electronics Training Контент серии (NEETS) является общедоступной собственностью ВМС США.

Якорь двигателя в электродвигателе, производитель якоря стартера

Якорь стартера является внутренним компонентом стартера. Несмотря на то, что он скрыт от глаз, он играет большую роль в работе систем запуска автомобилей. Эта статья представляет собой обзор арматуры статера автомобиля. Он включает информацию о его значении, конструкции и работе. Кроме того, раздел часто задаваемых вопросов для ответов на общие вопросы, связанные с компонентом.

Якорь стартера Определение

Якорь стартера — это вращающаяся часть. Он состоит из обмотки, железного сердечника, закрепленного на валу, и коммутатора. Вы не можете увидеть якорь, не разбирая двигатель. Тем не менее, вы можете почувствовать его работу, когда двигатель вращается, чтобы запустить двигатель вашего автомобиля.

Якорь является одной из основных частей стартера и важной в этом отношении. Он содержит детали, которые перемещаются, приводя в движение ведущие шестерни стартера или любой другой механизм. Таким образом, он является неотъемлемой частью процесса запуска двигателя.

Теперь посмотрим, как работает якорь стартера, чтобы обеспечить вращение. Также почему двигатель не может работать без работающего якоря.

Какова функция якоря в стартере?

Стартеры транспортных средств содержат подвижную катушку и еще одну неподвижную. Стационарная катушка часто технически называется статором и состоит либо из электромагнита, либо из постоянного магнита. В большинстве современных стартеров используются двигатели с постоянными магнитами, которые являются более мощными и энергоэффективными.

Подвижная или вращающаяся катушка является якорем стартера. Он становится магнитом только тогда, когда двигатель получает электрический ток. Узел якоря, являясь движущейся частью, обеспечивает усилие для вращения вала двигателя. Это представляет собой вращение двигателя, которое совершает полезную работу для запуска двигателя.

Таким образом, мы можем определить якорь стартера как часть, которая преобразует электрический ток в необходимое вращательное движение. Это позволяет двигателю преодолевать внешние силы и запускать двигатель.

Происходит гораздо больше, чем простое объяснение, данное здесь, как вы узнаете далее.

Как работает якорь стартера

Якорь стартера бывает самых разных размеров. Это зависит от предполагаемого применения, которое может быть маломощным или тяжелым. Однако все они работают одинаково, используя электрический ток для вращения.

Якорь стартера содержит железный сердечник с прорезями, вокруг которого намотано множество витков токопроводящего провода. Когда через эти обмотки протекает ток, создается магнитный поток.

Катушки на якоре заканчиваются частью, называемой коммутатором. Сам коммутатор состоит из сегментов. Каждый сегмент представляет собой проводящую поверхность и изолирован от других. Сегменты позволяют различным участкам катушки получать ток в разное время во время вращения.

Якорь стартера окружен магнитным полем от статора. Статор двигателя может быть катушечной обмоткой на магнитном сердечнике или на постоянном магните. Когда поле от электромагнита, провода подключаются к аккумулятору.

Вот что происходит при повороте ключа зажигания и что завершается вращением якоря стартера.

• Поворот ключа зажигания или нажатие кнопки для запуска двигателя приводит к подаче тока на соленоид стартера. В некоторых автомобилях дистанционное реле замыкает цепь соленоида. Активированный соленоид, в свою очередь, приводит в действие цепь стартера, переключая его соединение с аккумуляторной батареей.
• Ток проходит через щетки стартера к обмоткам коллектора и якоря стартера. Часть катушки, принимающая ток, возбуждается, создавая вокруг себя магнитное поле.
• Этот магнитный поток взаимодействует с магнитным потоком статора или катушек возбуждения, что приводит к возникновению двухтактной реакции или так называемой реакции обмотки якоря стартера. Якорь движется в магнитном поле, обычно от более высокой к более низкой напряженности поля.
• При вращении якоря вместе с ним вращается и коллектор, что приводит к изменению участков, контактирующих со щеткой. Это приводит к тому, что следующая секция передает ток на обмотки якоря. Соседняя часть катушки возбуждается, и процесс повторяется.
• Изменение контакта коллектора вызывает непрерывное вращение якоря до тех пор, пока он не пройдет мимо поверхности коллектора.
• После пол-оборота другая часть коллектора подает ток на обмотки якоря. Это вызывает изменение полярности, обеспечивая непрерывность вращения. Таким образом, якорь вращается без остановки, пока в двигатель поступает ток.
• Множество сегментов или контактных стержней коллектора дает два преимущества. Во-первых, они помогают производить плавное вращение якоря. Во-вторых, сегменты увеличивают силу вращения, создавая магнитную силу для каждого небольшого оборота узла якоря.

Описанные здесь события возможны благодаря различным компонентам арматуры. Вот взгляд на каждую часть и роль, которую она играет.

Детали якоря стартера и их функции

Глядя на узел якоря стартера, можно легко выделить четыре части: цилиндрическую секцию с прорезями, проволочные обмотки, сегментированное кольцо и центральный вал.

Сердечник якоря стартера

Сердечник якоря стартера является его самой большой частью. Он состоит из тонких круглых и щелевых слоев железа, также называемых пластинами. Части изолированы друг от друга, чтобы уменьшить вихревые токи. Если бы это был непрерывный блок металла, возникали бы вихревые токи и тратилась бы электрическая энергия в виде тепла.

Железо используется для сердечника якоря из-за его превосходных магнитных свойств. Он создает сильный магнит, необходимый для крутящего момента, необходимого для запуска двигателя. По всему сердечнику расположены прорези для крепления обмоток катушки. Прорези проходят по всей длине сборки арматуры.

Обмотки обмотки якоря стартера

Вокруг сердечника обмотаны обмотки якоря стартера. Это достаточно толстые медные провода, проводящие ток с наименьшим сопротивлением. Для предотвращения короткого замыкания и других проблем провода катушки якоря стартера имеют тонкий слой изоляции.

Обмотки якоря стартера заканчиваются в коллекторе, где они присоединяются к определенным сегментам. Это позволяет изменять электрические соединения с обмотками. Это также позволяет изменять полярность и, следовательно, непрерывность вращения якоря.

Как мы видели, катушки вместе с железным сердечником должны создавать большую вращательную силу. По этой причине используются несколько различных контуров, которых может быть до 30 в одном ядре. Каждая катушка также имеет множество витков провода, что помогает увеличить силу магнитного поля и, следовательно, крутящий момент.

Коллектор якоря стартера

Коллектор находится в задней части корпуса двигателя и является частью узла якоря. Обычно круглый и сегментированный, его основная функция — передача тока на якорь в необходимой последовательности. Это стало возможным благодаря сегментам или медным стержням, по которым скользят щетки двигателя.

Каждый сегмент или стержень коммутатора передает ток на определенную катушку. Для повышения эффективности контактные поверхности выполнены из проводящего материала, обычно из меди. Стержни также отделены друг от друга с помощью непроводящего материала, такого как слюда. Это помогает предотвратить короткое замыкание.

Щетки подают ток на коммутатор. Щетки подпружинены, что обеспечивает постоянный контакт с коллектором и сводит к минимуму возможность выхода из строя. Расположение щеток может варьироваться от одного двигателя к другому. В некоторых двигателях они находятся по бокам вала, а в других — на торцевой пластине.

Вал якоря стартера

Это центральный стержень, который проходит через узел якоря стартера. Он удерживает части, из которых состоит якорь, от сердечника, обмоток до коммутатора. Подшипники на обоих концах поддерживают вал, позволяя ему свободно вращаться.

Для запуска двигателя вал прямо или косвенно вращает механизм привода стартера. Это может быть шестерня на конце вала или набор редукторов и других деталей. Для прочности вал обычно стальной. Обычно он изолирован от медных шин коммутатора.

Момент якоря стартера

Якорь стартера в сборе преобразует электрическую энергию во вращательное движение. Усилие вращения должно быть достаточно большим, чтобы двигатель ожил. Для этого необходимо несколько конструктивных характеристик. К ним относятся увеличение количества обмоток якоря или возбуждения, использование постоянных магнитов и использование определенной схемы подключения.

Якорь большинства стартеров содержит до 30 сегментов катушки. Обычно этого достаточно для обеспечения плавного вращения и высокого крутящего момента. Во многих двигателях также используются постоянные магниты, которых может быть несколько для дальнейшего увеличения крутящего момента. Электромагниты зависят от батареи по току. Помимо разрядки аккумулятора, это также означает снижение мощности.

Еще один способ увеличить крутящий момент — использовать катушки определенной конфигурации. Для схемных или пусковых обмоток якоря могут быть использованы различные схемы. У каждого есть свои плюсы и минусы. Следующая часть представляет собой описание каждого, включая преимущества и недостатки.

Схема обмоток якоря стартера

Производители электродвигателей используют три различных способа наматывания проводов якоря: шунтирующий, последовательный и составной.

Серийная обмотка

Катушки возбуждения или статора включены последовательно с катушками якоря. Ток следует по непрерывному пути от проводов возбуждения, щетки, коммутатора к обмоткам якоря и обратно к щетке на другой стороне.

Двигатели с обмоткой серии

сразу после пуска создают сильное крутящее усилие. Это значительно падает по мере увеличения скорости вращения. Такое расположение соответствует требованиям систем запуска автомобилей, где наибольшее значение имеет начальный крутящий момент. Поэтому якоря большинства автомобильных стартеров имеют параллельную обмотку.

Другие конфигурации включают следующее.

Шунтовая обмотка

Катушка якоря имеет параллельные соединения с катушками возбуждения. Этот тип схемы обмотки не обеспечивает достаточно высокий крутящий момент. Однако увеличение скорости вращения не приводит к уменьшению крутящего момента. Из-за малой силы, создаваемой якорем, двигатели с параллельным возбуждением не подходят для систем пуска. Вместо этого они в основном используются в автомобильных аксессуарах.

Составная рана

В этой схеме подключения якоря часть катушек якоря последовательно соединена с катушками статора (или катушками возбуждения). Другая секция подключается параллельно. Схема позволяет двигателю иметь преимущества как параллельной, так и последовательной схемы. В результате момент якоря остается достаточно высоким и постоянным на протяжении всей работы двигателя.

Часто задаваемые вопросы по якорю стартера

Мы искали ответы на вопросы, которые многие владельцы транспортных средств и автолюбители задают об якоре стартера. Вот их ответы.

Q1. Какие материалы используются в якоре стартера?

A. Большая часть конструкции якоря стартера выполнена из меди. К ним относятся обмотки проволоки или катушки. Коллекторные пластины или стержни тоже. Медь используется, среди прочего, из-за ее исключительной способности проводить электричество. Сердечник якоря обычно представляет собой пластины из мягкого железа.

Изоляция присутствует на всех компонентах, от поверхностей между железными пластинами сердечника до проводов якоря. Сегменты коллектора также имеют изоляционный материал. Вал, поддерживающий компоненты якоря, изготовлен из стали.

Q2. Что такое сопротивление якоря стартера?

А.  Это заданное сопротивление цепи якоря или обмоток на сердечнике. Для измерения сопротивления можно использовать вольтметр или омметр. Изменения показаний можно использовать для устранения неполадок в якоре, особенно в катушках.

Высокое сопротивление указывает на сгоревшую катушку или сломанные части схемы. Он также может показать грязные контакты и коммутатор при измерении на клеммах. С другой стороны, значительное падение сопротивления было бы связано с коротким замыканием.

Q3. Каковы причины проблем с якорем стартера?

А.  Неисправность якоря стартера может быть вызвана износом, коррозией или коротким замыканием проводников и перегоревших проводов. Трение между движущимися частями приводит к износу поверхностей. Изоляция может выйти из строя и вызвать короткое замыкание компонентов, а перегрузки по току могут привести к перегоранию катушек. Если масло или вода попадают в двигатель, возникает коррозия.

В большинстве случаев проблема заключается в коммутаторе. Он может быть изношен или покрыт грязью и не может эффективно передавать ток. Когда это является причиной отказа, вы можете очистить грязные детали. Некоторые неисправности требуют покупки нового якоря в сборе или замены неисправных компонентов с помощью стартового комплекта якоря

Q4. Какие признаки указывают на неисправность якоря стартера?

А.  Неисправность якоря также является неисправностью стартера. Признаки включают двигатель, который не будет вращаться или вращается с низким крутящим моментом. Шумный пуск также указывает на неисправность деталей стартера, в том числе якоря. Признаки отказа должны указать вам на проблему. Вы можете проверить якорь на наличие проблем со схемой или использовать визуальное наблюдение, чтобы найти изношенные или проржавевшие детали.

При проведении проверки якоря стартера для определения сопротивления настоятельно рекомендуется использовать соответствующие инструменты. Также рекомендуется знать мощность усилителя компонента и другие параметры.

Q5. Какие есть варианты ремонта якоря стартера?

А.  Вы можете заменить отдельные детали или весь узел арматуры. Многие автовладельцы выбирают перемотку якоря стартера для устранения сгоревших катушек. Это может сэкономить вам деньги, особенно если речь идет о дорогостоящем двигателе.

В случае загрязнения коммутатора его очистка является одним из способов восстановления работоспособности. Тем не менее, мы рекомендуем сначала определить проблему, прежде чем приступать к ремонту. Вот видео объясняющее, как проверить якорь стартера.

Q6. Как проводится проверка якоря стартера?

A.   Существует несколько методов проверки якоря стартера. Наиболее распространенный включает проверку тока или силы тока. Если электрические пути или схемы неисправны, это будет выглядеть как высокое сопротивление.

В руководстве по эксплуатации автомобиля указаны значения сопротивления проводов якоря стартера. Вы должны найти это полезным при проведении теста, а также других диагностических действий на различных частях арматуры.

Q7. Можно ли заменить якорь стартера?

А.  Можно. На самом деле замена узла обычно является одним из способов спасти стартер вашего автомобиля. Если только вы не хотите заменить сам двигатель. Многие энтузиасты-любители предпочитают делать это самостоятельно (это довольно простой процесс). Однако обращаться к услугам механика всегда удобнее и безопаснее.

Q8. Какая цена стартера?

A.  Стоимость варьируется от 20 долларов США до 100 долларов США и более. Многое зависит от типа двигателя, для которого предназначена арматура. Кроме того, его качество и является ли он продуктом послепродажного обслуживания или оригинальным оборудованием. В игру вступают и другие факторы, например, производитель. Разные производители автозапчастей могут устанавливать разные цены на одинаковую арматуру стартера.

Заключение

Якорь стартера, хотя и невидимый, выполняет важную функцию в работе стартера. Он обеспечивает безотказное преобразование тока из цепи системы зажигания в крутящий момент. К сожалению, этот компонент является одним из наиболее подверженных повреждениям и выходу из строя. Благодаря информации, содержащейся в этом руководстве, вы теперь понимаете принцип работы и полезность якоря автомобильного стартера.

Электрические машины — арматура машины постоянного тока

Якорь электрической машины — исторически сложившееся название обмотки, в которой индуцируется напряжение и происходит передача мощности между электрическими и механическими системами. Этот термин используется в машинах постоянного тока и синхронных машинах переменного тока. В машине постоянного тока якорь представляет собой вращающуюся цепь.

Коммутация

В машине постоянного тока, разработанной до эпохи силовой электроники, используется механическая система для переключения напряжения контура, генерируемого переменным током, и подачи напряжения постоянного тока на клеммы машины. Этот процесс называется коммутацией. Механическое переключение достигается с помощью устройства, называемого коммутатором с разъемным кольцом. Рассмотрим рисунок и иллюстрацию на рис. 1. Каждый проводник (или каждая сторона петли) соединен с цилиндрическим проводником, который разделен на две половины. При вращении ротора цилиндр находится в контакте с неподвижными щетками. (Первоначально использовались втулки из медной проволоки; в современных машинах используются подпружиненные графитовые блоки.)

При вращении ротора половинки коллектора с разрезным кольцом проходят мимо стационарных щеток. С течением времени клеммы x и y подключаются к чередующимся концам проводящего контура ротора

Рассматривая графики индуцированного (красный) и терминального (синий) напряжения во времени, становится ясно, что напряжение, индуцированное в проводящем контуре на роторе продолжает чередоваться между положительным и отрицательным. Однако из-за расположения щеток измеренное напряжение на клеммах x-y является однонаправленным.

Рис. 1. Иллюстрация работы коммутатора

Увеличенные полюса и проводники

Реалистичные конструкции машин постоянного тока обычно имеют более двух полюсов. Увеличение количества полюсов для определенного потока на полюс увеличит наведенное напряжение при заданной скорости и увеличит крутящий момент, доступный на ампер. На рис. 1 показана схема статора с 4 полюсами. Каждый полюс будет
нести катушку, являющуюся частью обмотки возбуждения. Картина потока будет похожа на
Показаны линии потока, чередующие северный и южный полюса.

Рис. 2. Иллюстрация 4-полюсного поля постоянного тока

В общем случае с \(p\) полюсами картина поля будет повторяться каждые \(720/p\) градусов.

В рассматриваемой исходной базовой машине имеется только 2
проводников, или одна петля на роторе. Если количество витков (и разрезных колец
сегментов коммутатора) увеличивается, то щетки можно спроектировать так, чтобы они всегда были
в контакте с проводником, который находится под поверхностью полюса. Пример этой идеи с двумя катушками показан на рис. 3 9.0003 Рис. 3. Анимация двухполюсной системы с двумя перпендикулярными катушками обмотки якоря

Уравнения для общей машины

Среднее индуцированное напряжение каждого проводника на роторе машины определяется выражением

\[
e_{av}=rlB_{av}\omega_m
\]

\(e_{av}\) — среднее индуцированное напряжение и
\(B_{av}\) — величина средней плотности потока под полюсом.
Используя общее уравнение для площади поверхности полюса

\[
A_p=\frac{2\pi rl}{p}
\]

уравнение для среднего напряжения, индуцированного на проводнике под поверхностью полюса
можно найти через поток и скорость:

\[
e_{av}=\frac{p}{2\pi}\phi\omega_m
\]

Теперь, если вместо одного витка провода есть катушка с общей
Z проводников (\(Z/2\)витков) соединены
последовательно в любое время:

\[
e_{av}=\frac{Zp}{2\pi}\phi\omega_m
\]

Обмотка машины, в которой индуцируется напряжение, называется
обмотка якоря. В машине постоянного тока обмоткой якоря является
обмотка на роторе. Определение постоянной машины постоянного тока \(k\):

\[
k=\frac{ZP}{2\pi}
\]

приводит к уравнению напряжения якоря.

\[
E_A=к\фи\омега_м
\]

Аналогично общему расчету напряжения, крутящий момент на одном проводнике
можно записать как

\[
\tau_{av}=rlB_{av}я
\]

, что дает общий крутящий момент, заданный уравнением крутящего момента машины постоянного тока.

\[
\тау=к\фи I_A
\]

Обратите внимание, что, поскольку мы перешли к уравнениям с постоянными значениями постоянного тока, уравнение напряжения якоря записывается в верхнем регистре как \(E_A\), чтобы обозначить, что это постоянное напряжение, а уравнение крутящего момента использует \(I_A\ ), чтобы показать, что ток является постоянным значением постоянного тока.

Цепь якоря

Модель эквивалентной схемы якоря

Модель эквивалентной схемы для якоря
машина постоянного тока показана на рис. 1. Наведенное напряжение якоря,
\(E_A\) представлен источником напряжения,
подключен через 2 щетки к остальной части цепи. Арматура
сопротивление обмотки \(R_A\) и напряжение на клеммах \(V_T\). Уравнение цепи якоря:

\[
V_T = E_A + I_A R_A
\]

Рассматривая модель эквивалентной схемы, можно увидеть, что измеряемое напряжение машины, напряжение на клеммах \(V_T\) равно наведенному на якорь напряжению \(E_A\), когда ток якоря \(I_A\) равен нуль. Это происходит в двух случаях:

• без нагрузки: клеммы якоря подключены к источнику напряжения, но момент нагрузки отсутствует. В установившемся режиме момент двигателя и момент нагрузки равны и противоположны друг другу, то есть \(\tau=0\). Следовательно, ток якоря \(I_A\) равен нулю в соответствии с уравнением крутящего момента и \(E_A=V_T\)
• обрыв цепи: это тестовый случай, когда машина вращается внешней механической системой, а клеммы машины разомкнуты. Опять же, в этом случае \(I_A = 0 \) и \(E_A=V_T\)

Рис.