Соединение деревянных деталей

Виды соединений деревянных конструкций

Такие лесоматериалы, как брусья, доски или же бруски, в основном выпускают конкретного размера, но нередко при строительстве может потребоваться материал, который имеет большую длину, ширину или толщину. По этой причине для достижения требуемого размера используются несколько типов соединений с применением врубок, сделанных специализированным оборудованием либо ручным методом по разметке.

Соединения по ширине

После скрепления досок с небольшой шириной обретают щит с требуемыми для производства размерами. Для стыковки существует несколько методов:

1) Стыковка на гладкую фугу;

в таком методе стыковки всякая доска либо же рейка именуется как делянка, а сформировавшийся шов именуется как фуга. Прифуговку можно считать качественной лишь тогда, когда между стыками краёв соседних досок отсутствуют зазоры.

2) Скрепление на рейку;
по краям делянки выбираются пазы и в них вставляются рейки, скрепляющие доски друг между другом. Показатель толщины рейки и показатель ширины самого паза не могут превосходить 1/3 от показателя толщины используемого лесоматериала

3) Скрепление в четверть;

в стыкуемых делянках, полностью по всей длине, выбираются четверти. При таком способе четверти не могут превышать 50% от показателя толщины самой делянки.

4) Стыковка типа в паз и гребень (прямоугольный и треугольный);
данный тип стыковки предусматривает наличие на одном краю делянки паза, а на противоположном гребня, форма которого может быть и как прямоугольной, так и треугольной. При этом последняя применяется нечасто, ввиду меньшего уровня крепости. Такого рода стыковка достаточно востребована и нередко применяется при изготовлении паркета. Недостаток скрепления – меньший показатель экономности, вследствие использования большего числа досок

5) Скрепление типа «ласточкин хвост»;
данный тип стыковки несколько схож с предыдущим вариантом, но только гребень здесь обладает формой трапеции, схожей с хвостом ласточек. Отсюда и наименование способа крепления.

Соединение досок в щиты: а — на гладкую фугу, б — в четверть, в — на рейку, г — в паз и прямоугольный гребень, д — в паз и треугольный гребень, е — в «ласточкин хвост».

Также при производстве древесных щитов часто применяют шпонки, гребень с вклеенной в торцевой рейкой и наконечники в паз. Рейки для вклейки могут обладать прямоугольной формой или же треугольной. При применении шпонок лучше предпочесть паз типа «ласточкин хвост». Всё это необходимо для изготовления высококачественных древесных щитов.

Щиты: а — со шпонками, 6 — с наконечником в паз и гребень, в — с вклейной рейкой в торец, г — с вклейной треугольной рейкой, д — с наклеенной треугольной рейкой.

Соединение по длине

Наиболее востребованными методами стыковки по длине являются: вплотную, типа паз и гребень, скрепление на «ус», зубчатый тип клеевого скрепления, на четверть, а также скрепление на рейку. Наиболее активно применяется стыковка зубчатого типа, вследствие своего предельно высокого уровня крепости.

Соединение брусков по длине: а — впритык, б — в паз и гребень, в — на ус, г,д — на зубчатое клеевое соединение, е — в четверть, ж — на рейку.

Также доски могут соединяться методом сращивания, когда сегменты лесоматериала состыковываются между собой в длину. Выполняется это несколькими методами. К примеру, в половину дерева или прирубом косого типа, накладным замком косого типа и прямого, вплотную, а также натяжным замком как прямого типа, так и косого. При сращивании методом в половину дерева требуемая длина обязана равняться 2-2,5 от показателя толщины бруска. Для повышения уровня надёжности применяются нагеля. К примеру, подобный вариант можно наблюдать при постройке коттеджей из бруса.

При применении прируба косого типа с подрезанием торцов размер должен быть равным 2,5-3 от показателя толщины бруска. Также закрепляется посредством нагелей.

Скрепление при помощи накладного замка косого или прямого типа применяют в тех конструкциях, где имеется усилие на растяжение. Накладной замок прямого типа размещается непосредственно на самой опоре, а замок косого типа может размещаться у опоры.

При скреплении посредством натяжного замка косого или прямого типа достигается высокий уровень прочности. Но при этом такая стыковка отличается сложностью изготовления, а клинья при усыхании дерева несколько ослабляются. По этим причинам подобный способ скрепления не сгодится для конструкций, несущих высокие нагрузки.

Сращивание вплотную подразумевает собой перемещение обеих концов бруска на опору и последующее скрепление при помощи скоб.

Сращивание: а — вполдерева, б — косым прирубом, в — прямой накладной замок, г — косой накладной замок, д — прямой натяжной замок, е — косой натяжной замок, ж — впритык.

Стыковка вполдерева – непосредственная вырубка либо же срезка 50% толщины на краях брусков, а также последующее их скрепление под прямым углом.

Стыковка вполулапу формируется посредством зарезки на краях брусьев наклонных плоскостей, вследствие чего получается плотное соединение брусьев. Величину наклона необходимо определять по специальной формуле.

Врубка посредством углового сковородня крайне схожа с врубкой методом вполдерева, но отличается от неё тем, что при данном типе скрепления один из брусков утрачивает немного в ширине.

Читайте также:  Цифровая антенна своими руками

Соединение брусьев под углом: а — вполдерева, б — вполулапу, в — шиповое, г — угловое.

Соединение по высоте

Крестообразное скрепление брусков зачастую наблюдается при возведении мостовых конструкций. При таком варианте можно применять стыковку вполдерева, на треть и на четверть, а ещё и зарубку только лишь одного из брусков.

Крестообразное соединение брусьев: а — вполдерева, б — в треть дерева, в — в четверть дерева, г — с зарубкой одного бруса.

Наращивание

Способ наращивания досок или брусков по высоте именуют скреплением материалов по высоте, что очень активно применяется при возведении столбов либо же мачт.

Наращивание подразделяется на следующие виды:

  1. Вплотную с шипом потайного типа.
  2. Вплотную с гребнем сквозного типа.
  3. Вполдерева с болтовым закреплением.
  4. Вполдерева с закреплением на хомутах.
  5. Вполдерева с закреплением стальной полосой.
  6. Прирубом косого типа с закреплением на хомутах.
  7. Вплотную с накладками.
  8. Закрепление посредством болтов.

Длина самих стыков, как правило, равняется 2/3 от показателя толщины стыкуемых брусков либо же 2/3 от показателя диаметра брёвен.

Соединение бревен при наращивании: а — впритык с потайным шипом, б — впритык со сквозным гребнем, в — вполдерева с креплениес болтами, г — вполдерева с креплением полосовой сталью, д — вполдерева с креплением хомутами, е — косым прирубом с креплением хомутами, ж — впритык с накладками и креплением болтами.

Шиповое соединение

При скреплении брусьев посредством шипов на одном из них выполняют зарезку непосредственного шипа, а на ином делается проушина либо же гнездо. Вязка брусьев шиповым способом активно применяется при производстве таких столярных изделий, как двери, окна либо же фрамуги. Каждое скрепление осуществляется на основе клея. Разрешено применять не только лишь один шип, но и несколько. Чем большее число шипов планируется сделать, тем соответственно и большей будет площадь склейки.

Данный тип стыковки подразделяется на: угловой концевого типа, угловой срединного типа и угловой ящичного типа.

При угловом скреплении концевого типа применяются незакрытые сквозные шипы (не более трёх), шипы с потёмками сквозного и несквозного типа, а также вставной шкант. Стыковка угловая срединного типа довольно часто встречается на дверях. При угловых скреплениях срединного и концевого типа дополнительно можно использовать шурупы, гвозди либо же болты.

Угловые шиповые соединения: а — открытый сквозной одинарный шип УК-1, б — открытый сквозной двойной шип УК-2, в — открытый сквозной тройной шип УК-3, г — шип несквозной с полупотемком УК-4, д — шип сквозной с полупотемком УК-5, е — шип несквозной с потемком УК-6, ж — шип сквозной с потемком УК-7, з — соединение несквозное и сквозное на шкантах УК-8, и — на ус со вставными круглыми шкантами УК-9, к — несквозной на ус со вставным плоским шипом УК-10, л — сквозной на ус со вставным плоским шипом УК-11.

Угловые серединные соединения на шип: а — несквозной типа УС-1, б сквозной УС-2, в — сквозной двойной УС-3, г — несквозной в паз и гребень УС-4, д — несквозной в паз УС-5, е — несквозной на круглых шкантах УС-6.

Вот и вся ключевая информация о существующих типах соединений. Сюда не входят соединения гвоздями, шурупами или болтами. Чисто дерево ну и чуть-чуть клея.

Поделиться “Виды соединений деревянных конструкций”

  • Digg
  • Facebook
  • Google+
  • Twitter
  • VKontakte
  • Email

Соединение на клею

Сущность склеивания состоит в том, что клей проникает в межклеточные и внутриклеточные пространства древесины, а между склеиваемыми поверхностями образуется очень тонкая клеевая пленка. Затем клей затвердевает, как бы сшивая склеиваемые поверхности большим количеством тончайших нитей. Прочность склеивания зависит от глубины и равномерности пропитки клеевым раствором склеиваемых поверхностей, а также от плотности прилегания этих поверхностей.

Прочность склеивания часто в условиях производства определяют раскалыванием склеенных образцов древесины стамеской по клеевому шву. Если раскол произошел по древесине, значит, клеевой шов очень прочный, прочнее древесины. Раскол же по клею указывает на весьма низкую прочность склеивания, что является весьма важным в определении качества изделия.

При правильной обработке, склеиваемых поверхностей и при правильных режимах склеивания клеевое соединение получается прочнее самой древесины.

При склеивании древесины мездровым и костным клеями большое значение имеет густота клеевого раствора.

В зависимости от количества воды, находящейся в клеевом растворе, он может быть густым, медленно стекающим с кисти, средней густоты, быстро стекающим с кисти, и жидким — в виде клеевой воды. Густой и жидкий клеи дают пониженную прочность соединений.

При очень густом клеевом растворе получается излишне толстая пленка клея, а при жидком клеевая пленка почти отсутствует.

Густым клеем пользуются для склеивания деталей впритирку и для наклеивания фанеры в прессах с горячими прокладками.

Клеем средней густоты склеивают древесину, которую затем прессуют в прессах или ваймах.
Жидкий клей и клеевая вода применяются для покрытия ею древесины перед клеевой окраской или для заполнения пор в торцах перед склеиванием.

Читайте также:  Технология монтажа кровли из сэндвич-панелей: этапы работ

Толщина клеевого шва должна быть ОД— 0,15 мм. Клеевой шов толщиной менее 0,1 мм называется «тощим» или «голодным» — соединение будет непрочным.

Поверхности древесины с прослойкой клея выше указанных пределов получают перенасыщенное соединение, и склеивание их также непрочно.

Содержание влаги в древесных материалах оказывает большое влияние на качество клеевого соединения.

Рис. 1. Приемы выполнения угловых мебельных соединений: а — порядок зарезки шипов и проушин, б — образование пропила, в — исправление косого зареза, г — последовательность зарезки ящичных шипов, д — зарезка шипов в пачке, е — долбление гнезда, ж — сборка, з — подгонка

Лучше всего склеивается древесина при влажности от 8 до 10 процентов. Влажность шпона и облицовочной фанеры при склеивании должна быть не более 5 процентов. Повышенное требование к влажности древесины при склеивании объясняется способностью ее впитывать в себя влагу из клея и тем самым увеличивать свою влажность.

Клей с большим содержанием воды повышает влажность древесины больше, чем клей с низким содержанием воды. При холодном склеивании влажность древесины увеличивается, а при горячем — уменьшается.
Применять для склеивания древесину с влажностью более 18 процентов не допускается.

Если заготовка будет склеена из двух частей, имеющих различную влажность, то при последующем высыхании на более влажной стороне образуется вогнутость, а в клеевом шве появляется внутреннее напряжение. Поэтому разница во влажности склеиваемых частей не должна быть больше 2—5 процентов.

Значительное влияние на прочность склеивания оказывает характер склеиваемых поверхностей. Клей плохо соединяет шлифованную и лощеную поверхность, а также пыльную, запачканную жиром. Склеиваемые поверхности должны быть чисто выстроганы и плотно прифугованы незадолго перед склеиванием.

При склеивании старого расклеившегося соединения места склейки лучше всего промыть древесным уксусом и высушить.

При наклеивании фанеры поверхность должна быть процинублена рубанком-цинубелем. Это придает ей шероховатость, способствующую лучшему удержанию и равномерному распределению по поверхности клеевого раствора.

Температура деталей, подлежащих склеиванию, должна быть 13—20 градусов. При более низкой температуре клеевой раствор загустевает, не успев проникнуть в поры древесины. При высокой температуре клей долго остается жидким и при запрессовке изделия выдавливается из шва, образуя «голодный шов».

Чтобы обеспечить необходимую температуру для затвердения клея, воздух в клеильном отделении столярного цеха должен иметь температуру в пределах от 18 до 22 °С.

Процесс склеивания заключается в том, что клей наносят на поверхность склеиваемых частей изделия, прессуют их и выдерживают в запрессованном, а затем в свободном положении.

Клей наносят на поверхность древесины ровным слоем с небольшими запасами на выжимание. Остатки клея, появляющиеся при прессовании на поверхности детали (не подвергающейся в дальнейшем строганию), снимают влажной тряпкой, пока клей еще не застыл, и насухо протирают сухой тряпкой или мягкими стружками.
Для нанесения вручную клеевого раствора применяют кисти из щетины, обвязанные бечевкой, или кисти-помазки, изготовленные из дуба или толстого липового лыка. Для этого конец дуба заостряют в виде гладкой лопаточки, чтобы сошла вся кора, размачивают его в кипятке и разбивают легкими ударами молотка, чтобы конец дуба на длине 1,5—2 см стал мягким и образовал кисточку. Кисточку хорошо разминают и расчесывают стальной щеткой, удаляя из нее щепочки и оторвавшиеся пряди дуба. Помазки бывают разной ширины и толщины. Маленькие кисточки-помазки делают из дуба в один слой, большие — в 2—4 слоя. В последнем случае их связывают бечевкой.

После употребления кисти следует промыть в воде, высушить и держать 6о влажном, помещении. Особенно важно не пересушивать кисти, так, как .они при этом крошатся и высыпаются. Кисти нельзя оставлять в клеевом растворе — от этого портятся клей и сами кисти.

Деревянные клееные конструкции весьма разнообразны.
Это разнообразие, вызываемое конструктивными требованиями, определяется основными материалами, формой конструкций и расположением клеевых швов.

По виду основного материала клееные конструкции разделяются на дощатые, склеиваемые из пиломатериалов, и фанерные, склеиваемые из строительной фанеры и пиломатериалов.

По форме клеевого шва клееные конструкции делятся на прямолинейные, криволинейные и комбинированные.

По степени заполнения объема конструкции древесными материалами клееные конструкции могут быть сплошными, пустотелыми и решетчатыми.

Клееная конструкция может состоять из нескольких отдельных элементов (слоев).
С увеличением количества слоев и уменьшением их толщины прочность клееных конструкций повышается за счет некоторого рассредоточения отдельных пороков древесины, входящей в состав клееной конструкции.
Тем самым создаются условия для применения маломерных лесоматериалов и древесины пониженного качества.
Количество слоев в той или иной конструкции определяют в каждом отдельном случае применительно к конкретным условиям производства и характеру самой конструкции.

Склеивать щиты можно двумя способами: впритирку и запрессовкой. Впритирку склеивают только две заготовку, а запрессовкой — любое количество.

Для склеивания впритирку кромки досок тщательно отфуговывают. Одну из них закрепляют в верстаке фугованной кромкой вверх и смазывают горячим столярным клеем. Затем накладывают на нее другую доску и, слегка прижав ее к нижней, начинают медленно двигать (притирать) короткими толчками вдоль кромки. Сначала двигают быстро, со слабым нажимом, затем постепенно нажим усиливают, а движение замедляют и, наконец, двигают доски короткими движениями, но с сильным нажимом до тех пор, пока клей не прихватит доску настолько, что ее трудно будет сдвинуть с места, тогда притирку прекращают.

Читайте также:  Электрический теплый пол в стяжку: технология

Чтобы клей хорошо застыл, притертые доски, некоторое время оставляют в верстаке. Затем их осторожно освобождают из зажима, чтобы не повредить склейки, переносят щит на место сушки и ставят на ребро, прислонив к стене.

При склеивании запрессовкой подобранные по толщине и отфугованные доски собирают в пакет. Пакет досок при склеивании намазывают клеем с одной стороны. Тогда после раскладки намазанная кромка одной доски будет находиться рядом с сухой кромкой соседней доски. Если склеивают жидким клеем, то намазывают обе склеиваемые кромки. При большом количестве досок их намазывают по нескольку штук одновременно. Намазанные доски раскладывают кромками друг к другу и слегка запрессовывают при помощи струбцинок или вайм. Затем выравнивают лицевую сторону, устранив на ней все выступы и перекосы. Не выправленные своевременно перекосы приходится сострагивать уже на готовом щите после освобождения его от зажимов. При этом ухудшается качество изделия. Это проверяют прикладыванием линейки поперек щита и по диагонали, а также наложением на концы щита двух остроганных под рейсмус брусков. Правильность угла проверяют угольником или малкой. Затем доски зажимают до отказа.

При массовом склеивании, чтобы ускорить выверку щитов, делянки раскладывают лицевой стороной вниз на выверенные опорные плоскости сжимов и, слегка запрессовывая, осаживают ударами молотка до полного примыкания их лицевой стороны к опорной плоскости сжима.

Для склеивания шиповых соединений мездровым или костным клеями предварительно собранное и проверенное соединение расколачивают так, чтобы шипы обнажились наполовину или немного больше. Обнаженные части шипов и гнезд смазывают клеем, сколачивают вновь до плотного примыкания заплечиков шипов к щечкам гнезд и запрессовывают, проверив правильность углов и плоскостей.

Правильность прямых углов проверяют угольником и раздвижными планками (с угла на угол), с одного конца заостренными.

Отсутствие перекосов проверяют прикладыванием точно отфугованной линейки или на глаз.
Для более полного примыкания поверхностей шипа (особенно боковых) к щечкам проушины шипы расклинивают. Ширина клинышка должна быть немного меньше толщины шипа. Смазанные клеем клинышки забивают по одному или по два в каждый шип на расстоянии, равном 1/4 ширины от его края.

Помимо мездрового и костного клеев, для склеивания древесины используют казеиновый клей, который применяют в виде холодного раствора. Раствор казеинового клея следует приготовить из готового порошка.
Порошок постепенно всыпают в чистую воду комнатной температуры, а затем размешивают в течение 40—50 минут, пока не получится однообразная масса. На одну весовую часть порошка берут две части воды.
Клеевой раствор из казеина сохраняет склеивающую способность только в течение 4 часов, поэтому необходимо приготовлять такое количество клея, которое может быть использовано за это время.

Склеивание казеиновым клеем столярностроителъных изделий не требует теплого помещения, оно может бить произведено при температуре окружающего воздуха 12— 15°С.

Недостатком казеинового клея является то, что он окрашивает в темный цвет место склеивания изделия, изготовленного из древесины, содержащей дубильные вещества (дуб, орех, красное дерево, каштан).
Поэтому казеиновым клеем склеивают только древесину, которая не содержит дубильных веществ (сосна, ель, береза).

Казеиновый клей непригоден для склеивания впритирку.
При склеивании древесины этим клеем следует обязательно пользоваться зажимами.

Технология. 6 класс

Конспект урока

Технология, 6 класс

Урок № 15. Технологии механического соединения деталей из древесных материалов и металлов

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке

  1. Технологи соединения деталей.
  2. Основные приёме соединения деталей.

Шуруп – специальный металлический стержень, имеющий головку и резьбу (внешнюю).

Саморез – специальный металлический стержень имеющий, головку и специальную наружную резьбу, образующей внутреннюю резьбу в отверстии соединяемого предмета.

Заклёпка – крепёжная деталь, состоящая из стержня и закладной головки.

Фальцевый шов – соединение двух листовых заготовок плотно прижатыми друг к другу отогнутыми кромками.

Шиповое соединение – соединение деревянных деталей путём плотного прилегания в отверстия (пазы) шипов.

Поддержка – массивный металлический стержень с лункой по форме закладной головки заклёпки с углублениями под головку заклёпки.

Обжимка – приспособление в виде стержня с лункой на рабочей части.

Натяжка – стержень с отверстием в рабочей части.

Шкант – вставной шип круглого сечения.

Основная и дополнительная литература по теме урока

  1. Технология. 6 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / В. М. Казакевич, Г. В. Пичугина, Г. Ю. Семенова и др.; под ред. В. М. Казакевича. – М.: Просвещение, 2017.
  2. Техническое творчество школьников. – М.: Просвещение, 1969.
  3. Самоделки из разных материалов. – М: Просвещение, 1985.
  4. Профессия-изобретатель. – М.: Просвещение. 1988.
  5. Мастерим из древесины. – М.: Просвещение. 1988.
  6. Основы технологической культуры. – М.: Вентана – Граф, 2000.
  7. Для тех, кто любит мастерить. – М.: Просвещение. 1990.
  8. Энциклопедия для детей: Техника. Т. 14, под ред., – М.: Аванта.
Читайте также:  Чем армировать стяжку пола?

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Механическое соединение древесных материалов в изделии может осуществляться с помощью гвоздей, шурупов, саморезов. Это крепёжные изделия в виде стержней, имеющих головку. На шурупах и саморезах есть резьба, саморезы изготавливают из более прочных материалов, они имеют более острый конец, их можно закручивать в материал без предварительного проделывания отверстия. При большом объёме работ можно использовать специальный пистолет, в который гвозди подаются по ленте. Более прочное механическое соединение деталей можно получить с помощью шурупов. Шурупы не забивают как гвозди, а вворачивают с помощью отвёртки, ключа или дрели – шуруповерта. Более современной разновидностью шурупов являются саморезы. Вворачивать саморезы, легче и удобнее с помощью с помощью аккумуляторной дрели – шуруповерта с установленным соответствующим наконечником (битой).

Болты, гайки, шпильки, шайбы. Для соединения деревянных деталей больших размеров, предназначенных для создания конструкций, которые будут испытывать большие нагрузки, используют стальные болты и гайки.

Для изделий из металлов и пластмасс наиболее технологически простым соединением деталей является резьбовое соединение. Это разъёмное соединение, его можно разобрать и собрать вновь, не повредив детали. Для соединения деталей из металлов и пластмасс используют: болты, винты, шпильки, гайки, шайбы. Винты заворачиваются в детали отвёрткой, а болты – специальными ключами.

Для вворачивания болтов, винтов и шпилек в одной из деталей делается отверстие с резьбой. При шпилечном соединении двух деталей вторая деталь прижимается к первой с помощью гайки.

Шайбы служат прокладками под головками винтов, чтобы не портились поверхности соединяемых деталей. Шайбы не дают гайкам отвинчиваться.

Заклёпки. Эти крепёжные детали используют при сборке деталей из металлов и пластмасс. Заклёпка представляет собой металлический стержень, на одном конце которого имеется закладная головка полукруглой, полусферической, плоской или двояковыпуклой формы.

Для установки заклёпок сначала на соединяемых листах размечают и накернивают центры будущих отверстий. Листы скрепляют с помощью тисков или струбцин. Затем просверливают отверстия, Заклёпку вставляют в отверстие и устанавливают соединяемые листы на поддержку. Поддержка – это массивный металлический стержень с лункой по форме закладной головки заклёпки с углублениями под головку заклёпки. С помощью натяжки и молотка осаживают (уплотняют) соединяемые листы. Натяжка изготавливается в виде стержня с отверстием в рабочей части. Окончательную форму замыкающей головки придают с помощью обжимки. Обжимка – это приспособление в виде стержня с лункой на рабочей части.

Соединение деталей из древесины шурупами и саморезами. Более долговечным и надёжным является соединение деревянных деталей с помощью шурупов. Шуруп – это крепёжный элемент, имеющий стержень с винтовой нарезкой и головку с прорезью – шлицем или крестообразным углублением для отвёртки.

Соединение деталей из древесины шурупами и саморезами.

В настоящее время широко применяются саморезы. В отличие от шурупов, у саморезов винтовая нарезка начинается от самой головки.

Виды шурупов, а – с полукруглой головкой; б – с полупотайной головкой; в – с потайной головкой.

Соединение получается более прочным, если шуруп входит в основную деталь поперёк волокон.

Перед соединением деталей на стенке и на торце основания размечают карандашом места расположения саморезов, шилом делают углубления в этих местах. После этого в присоединяемой детали сверлят сквозное отверстие диаметром чуть большим, чем диаметр саморезов. Сверление выполняют на подкладной доске.

Для потайной головки самореза на входе сквозного в присоединяемой детали выполняют фаску сверлом большего диаметра, заточенным под углом 90°.

В основной детали, в которую будет ввёртываться саморез, сверлят глухое отверстие, диаметром меньше диаметра самореза. Глубина отверстия равна длине ввинчиваемой части.

Инструменты для ввинчивания шурупов Отвертки Видов и производителей отверток существует огромное множество, и выбор конкретной зависит от ваших потребностей. Это может быть крестовая, плоская (шлицевая), звездочка, трехгранная, шестигранная, отвертка для точных работ, или сотового телефона.

Соединение фальцевым швом. Его получают следующим образом. На расстоянии 6. 8 мм от края соединяемых листов размечают линии сгиба и сгибают листы под прямым углом затем подгибают края заготовок, соединяют их в замок и подгибают листы вблизи шва с помощью деревянного бруска, как показано на рисунке г, чтобы соединение не разъединилось.

Детали из листового металла можно соединять с помощью заклёпок. Заклёпки применяются для создания так называемого «неразъёмного» соединения. Обычно с помощью заклёпок соединяют тонкие металлические листы, крепят фасадные пластины, а также довольно тяжеловесные конструкции.

Заклёпки – это крепёжные детали, состоящие из закладной головки и стержня. Их изготавливают из мягкой стали, меди, алюминия, латуни. Существуют заклепки с полукруглой (а), потайной (б), плоской (в), полупотайной (г) головками.

Для установки заклёпок сначала на соединяемых листах размечают и накернивают центры будущих отверстий. Листы скрепляют с помощью тисков или струбцин. Затем просверливают отверстия, Заклёпку вставляют в отверстие и устанавливают соединяемые листы на поддержку. Поддержка – это массивный металлический стержень с лункой по форме закладной головки заклёпки с углублениями под головку заклёпки. С помощью натяжки и молотка осаживают (уплотняют) соединяемые листы. Натяжка изготавливается в виде стержня с отверстием в рабочей части. Окончательную форму замыкающей головки придают с помощью обжимки. Обжимка – это приспособление в виде стержня с лункой на рабочей части.

Читайте также:  Что собой представляет, какая бывает, и как наносят молотковую краску по металлу?

При изготовлении многих изделий из древесины бруски соединяют по длине и под прямым углом: на концах брусков и на срединных участках, вырезая участки (куски) древесины на половину толщины бруска. Соединения в половину толщины бруска: а – подлине б, в – под прямым углом.

Для выполнения соединения производится разметка (Продольная рейсмусом Поперечная под угольник).

Выпиливание кусков древесины продольное, поперечное.

Вырезанные участки (врезки) зачищают стамеской или напильником (рашпилем) и подгоняют друг к другу до их плотного (без зазора) соединения.

Сборка и обработка соединяемых брусков: а – упрочнение склеиваемых брусков шкантами; б – зажим клеевого соединения в струбцине; в – расположение шкантов г – спиливание выступающих торцов.

Правила безопасной работы:

1. Надёжно закреплять заготовки в зажимах верстака, тисках или струбцинах.

2. Быть осторожным при работе со стамеской. Передавать ее только ручкой вперёд.

3. Запиливать бруски плавно, без рывков.

4. Осторожно обращаться с клеем.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Продолжите предложение, выбрав из перечисленных ниже вариантов ответов правильные. Механическое соединение древесных материалов в изделии может осуществляться с помощью…

  1. Рёбер
  2. Кромок
  3. Пласти
  4. Гвоздей
  5. Шурупов
  6. Саморезов
  7. Заклёпок
  8. Болтов

Правильные ответы: 3;4;5;6;7;8.

Задание 2. Из перечисленных ниже вариантов ответа, выберите правильные. Подчеркните их. Чем саморезы отличаются от шурупов?

  1. Шурупы длиннее чем саморезы.
  2. Саморезы можно вворачивать без предварительного засверливания.
  3. Диметр саморезов меньше, чему шурупов.
  4. Саморезы изготовлены из материала более твёрдого, чем шурупы.

Звезда и треугольник принцип подключения. Особенности и работа

Для увеличения мощности передачи без увеличения напряжения сети, снижения пульсаций напряжения в блоках питания, для уменьшения числа проводов при подключении нагрузки к питанию, применяют различные схемы соединения обмоток источников питания и потребителей (звезда и треугольник).

Схемы

Обмотки генераторов и приемников при работе с 3-фазными сетями могут соединяться с помощью двух схем: звезды и треугольника. Такие схемы имеют между собой несколько отличий, различаются также нагрузкой по току. Поэтому, перед подключением электрических машин необходимо выяснить разницу в этих двух схемах — звезда и треугольник.

Схема звезды

Соединение различных обмоток по схеме звезды предполагает их подключение в одной точке, которая называется нулевой (нейтральной), и имеет обозначение на схемах «О», либо х, у, z. Нулевая точка может иметь соединение с нулевой точкой источника питания, но не во всех случаях такое соединение имеется. Если такое соединение есть, то такая система считается 4-проводной, а если нет такого соединения, то 3-проводной.

Схема треугольника

При такой схеме концы обмоток не объединяются в одну точку, а соединяются с другой обмоткой. То есть, получается схема, похожая по виду на треугольник, и соединение обмоток в ней идет последовательно друг с другом. Нужно отметить отличие от схемы звезды в том, что в схеме треугольника система бывает только 3-проводной, так как общая точка отсутствует.

В схеме треугольника при отключенной нагрузке и симметричной ЭДС равно 0.

Фазные и линейные величины

В 3-фазных сетях питания имеется два вида тока и напряжения – это фазные и линейные. Фазное напряжение – это его величина между концом и началом фазы приемника. Фазный ток протекает в одной фазе приемника.

При применении схемы звезды фазными напряжениями являются Ua, Ub, Uc, а фазными токами являются I a, I b, I c. При применении схемы треугольника для обмоток нагрузки или генератора фазные напряжения — U, U, U, фазные токи – I ac, I , I .

Линейные значения напряжения измеряются между началами фаз или между линейных проводников. Линейный ток протекает в проводниках между источником питания и нагрузкой.

В случае схемы звезды линейные токи равны фазным, а линейные напряжения равны U ab, Ubc, U ca. В схеме треугольника получается все наоборот – фазные и линейные напряжения равны, а линейные токи равны I a, I b, I c.

Большое значение уделяется направлению ЭДС напряжений и токов при анализе и расчете 3-фазных цепей, так как его направление влияет на соотношение между векторами на диаграмме.

Особенности схем

Между этими схемами есть существенная разница. Давайте разберемся, для чего в различных электроустановках используют разные схемы, и в чем их особенности.

Во время пуска электрического мотора ток запуска имеет повышенную величину, которая больше его номинального значения в несколько раз. Если это механизм с низкой мощностью, то защита может и не сработать. При включении мощного электромотора защита обязательно сработает, отключит питание, что обусловит на некоторое время падение напряжения и перегорание предохранителей, или отключение электрических автоматов. Электродвигатель будет работать с малой скоростью, которая меньше номинальной.

Видно, что имеется немало проблем, возникающих из-за большого пускового тока. Необходимо каким-либо образом снижать его величину.

Читайте также:  Утеплитель под бетонный пол по грунту
Для этого можно применить некоторые методы:
  • Подключить на запуск электродвигателя реостат, дроссель, либо трансформатор.
  • Изменить вид соединения обмоток ротора электродвигателя.

В промышленности в основном применяют второй способ, так как он наиболее простой и дает высокую эффективность. Здесь работает принцип переключения обмоток электромотора на такие схемы, как звезда и треугольник. То есть, при запуске мотора его обмотки имеют соединение «звезда», после набора эксплуатационных оборотов, схема соединения изменяется на «треугольник». Этот процесс переключения в промышленных условиях научились автоматизировать.

В электромоторах целесообразно применение сразу двух схем — звезда и треугольник. К нулевой точке необходимо подключить нейтраль источника питания, так как во время использования таких схем возникает повышенная вероятность перекоса фазных амплитуд. Нейтраль источника компенсирует эту асимметрию, которая возникает вследствие разных индуктивных сопротивлений обмоток статора.

Достоинства схем
Соединение по схеме звезды имеются важные преимущества:
  • Плавный пуск электрического мотора.
  • Позволяет функционировать электродвигателю с заявленной номинальной мощностью, соответствующей паспорту.
  • Электродвигатель будет иметь нормальный рабочий режим при различных ситуациях: при высоких кратковременных перегрузках, при длительных незначительных перегрузках.
  • При эксплуатации корпус электродвигателя не перегреется.

Основным достоинством схемы треугольника является получение от электродвигателя наибольшей возможной мощности работы. Целесообразно поддерживать режимы эксплуатации по паспорту двигателя. При исследовании электромоторов со схемой треугольника выяснилось, что его мощность повышается в 3 раза, по сравнению со схемой звезды.

При рассмотрении генераторов, схемы – звезда и треугольник по параметрам аналогичны при функционировании электродвигателей. Выходное напряжение генератора будет больше в схеме треугольника, чем в схеме звезды. Однако, при повышении напряжения снижается сила тока, так как по закону Ома эти параметры обратно пропорциональны друг другу.

Поэтому можно сделать вывод, что при разных соединениях концов обмоток генератора можно получить два разных номинала напряжения. В современных мощных электромоторах при запуске схемы – звезда и треугольник переключаются автоматически, так как это позволяет снизить нагрузку по току, возникающей при пуске мотора.

Процессы, происходящие при изменении схемы звезда и треугольник в разных случаях. Здесь, изменение схемы — имеется ввиду переключение на щитах и в клеммных коробках электрических устройств, при условии, что имеются выводы обмоток.

Обмотки генератора и трансформатора

При переходе со звезды в треугольник напряжение уменьшается с 380 до 220 вольт, мощность остается прежней, так как фазное напряжение не изменяется, хотя линейный ток увеличивается в 1,73 раза.

При обратном переключении возникают обратные явления: линейное напряжение увеличивается с 220 до 380 вольт, а фазные токи не изменяются, однако линейные токи снижаются в 1,73 раза. Поэтому можно сделать вывод, что если есть вывод всех концов обмоток, то вторичные обмотки трансформатора и генераторы можно применять на два типа напряжения, которые отличаются в 1,73 раза.

Лампы освещения

При переходе со звезды в треугольник лампы сгорят. Если переключение сделать обратное, при условии, что лампы при треугольнике горели нормально, то лампы будут гореть тусклым светом. Без нулевого провода лампы можно соединять звездой при условии, что их мощность одинакова, и распределяется равномерно между фазами. Такое подключение применяется в театральных люстрах.

Чем отличаются соединения звездой и треугольником

Питание асинхронного электродвигателя происходит от трехфазной сети с переменным напряжением. Такой двигатель, при простой схеме подключения, оснащен тремя обмотками, расположенными на статоре. Каждая обмотка имеет сдвиг друг относительно друга на угол 120 градусов. Сдвиг на такой угол предназначен для создания вращения магнитного поля.

Концы фазных обмоток электродвигателя выведены на специальную «колодку». Выполнено это с целью удобства соединения. В электротехнике используют основных 2 метода подключения асинхронных электродвигателей: методом соединения “треугольника” и метод “звезды”. При соединении концов применяют специально предназначенные для этого перемычки.

  • Различия между «звездой» и «треугольником» ↓
  • Соединение «звездой» и его преимущества ↓
  • Соединение «треугольником» и его преимущества ↓
  • Тип соединения «звезда-треугольник» ↓
  • Блиц-советы ↓

Различия между «звездой» и «треугольником»

Исходя из теории и практических знаний основ электротехники, способ подключения «звезда», позволяет электродвигателю работать плавнее и мягче. Но при этом данный способ не позволяет выйти двигателю на всю мощность, представленную в технических характеристиках.

Соединив фазные обмотки по схеме «треугольник», двигатель способен быстро выйти на максимальную рабочую мощность. Это позволяет использовать по полной КПД электродвигателя, согласно техпаспорта. Но у такой схемы соединения есть свой недостаток: большие пусковые токи. Для уменьшения значения токов применяют пусковой реостат, позволяя осуществить более плавный пуск двигателя.

Соединение «звездой» и его преимущества

Реверсивная схема двигателя 380 на 220 Вольт

Каждая из трех рабочих обмоток электродвигателя имеет два вывода – соответственно начало и конец. Концы всех трех обмоток соединяют в одну общую точку, так называемую нейтраль.

При наличии нейтрального провода в цепи схему называют 4-х проводной, в противном случае, она будет считаться 3-х проводной.

Начало выводов присоединяют к соответствующим фазам питающей сети. Приложенное напряжение на таких фазах составляет 380 В, реже 660 В.

Читайте также:  Укладка плитки в туалете своими руками, практические советы

Основные преимущества применения схемы «звезда»:

  • Устойчивый и длительный режим безостановочной работы двигателя;
  • Повышенная надежность и долговечность, за счет снижения мощности оборудования;
  • Максимальная плавность пуска электрического привода;
  • Возможность воздействия кратковременной перегрузки;
  • В процессе эксплуатации корпус оборудования не перегревается.

Существует оборудование с внутренним соединением концов обмоток. На колодку такого оборудования будет выведено всего лишь три вывода, что не позволяет применить другие методы соединения. Выполненное в таком виде электрооборудование, для своего подключения не требует грамотных специалистов.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме звезда

Соединение «треугольником» и его преимущества

Принцип соединения «треугольник» заключается в последовательном соединении конца обмотки фазы А с началом обмотки фазы В. И дальше по аналогии – конец одной обмотки с началом другой. В итоге конец обмотки фазы С замыкает электрическую цепь, создавая неразрывный контур. Данную схему можно назвать было кругом, если бы не структура монтирования. Форму треугольника предает эргономичное размещение соединения обмоток.

При соединении «треугольником» на каждой из обмоток, присутствует линейное напряжение равное 220В или 380В.

Основные преимущества применения схемы «треугольник»:

  • Увеличение до максимального значения мощности электрооборудования;
  • Использование пускового реостата;
  • Повышенный вращающийся момент;
  • Большие тяговые усилия.

Недостатки:

  • Повышенный ток пуска;
  • При длительной работе двигатель сильно греется.

Метод соединения обмоток двигателя «треугольником» широко используется при работе с мощными механизмами и наличия высоких пусковых нагрузок. Большой вращающий момент создается за счет увеличения показателей ЭДС самоиндукции, вызванных протекающими большими токами.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме треугольник

Тип соединения «звезда-треугольник»

В сложных механизмах, зачастую используется комбинированная схема «звезда-треугольник». При таком переключении резко вырастает мощность, и если двигатель по техническим характеристикам не предназначен для работы по методу «треугольника», то он перегреется и сгорит.

Схемы подключения звездой и треугольником

В этом случае напряжение на соединении каждой обмотки будет в 1,73 раза меньше, следовательно, будет меньше и протекающий в этот период ток. Дальше происходит увеличение частоты и продолжение снижения показания тока. Тогда применяя релейно-контактную схему, произойдет переключение со «звезды» на «треугольник».

В итоге, используя данную комбинацию, получим максимальную надежность и эффективную продуктивность используемого электрического оборудования, не боясь вывести ее из строя.

Переключение «звезда-треугольник» допустимо для электродвигателей с облегченным режимом пуска. Этот метод неприменим, если необходимо понизить ток пуска и одновременно не снижать большой пусковой момент. В этом случае применяют двигатель с фазным ротором с пусковым реостатом.

Основные преимущества комбинации:

  • Увеличение срока службы. Плавный пуск позволяет избежать неравномерности нагрузки на механическую часть установки;
  • Возможность создания двух уровней мощности.

Подключение двигателя (звезда или треугольник)

  1. Как подключить асинхронный двигатель
  2. Почему сгорит электродвигатель при неправильном соединении
  3. Почему при подключении звездой, ток не становится меньше (при неизменной нагрузке)
  4. Схема подключения обмоток электродвигателя звездой
  5. Схема подключения обмоток электродвигателя треугольником
  6. Почему при пуске применяют схему звезда-треугольник
  7. Будьте внимательны.
  8. Подводим итоги:

Дорогие читатели, а вы знаете как подключить асинхронный двигатель?

Имею в виду, можете определить по шильдику, когда надо подключить обмотки электродвигателя звездой, а когда треугольником?

В этой статье я подробно расскажу как подключить асинхронный двигатель. А также Вы узнаете много разных нюансов при подключении электродвигателя.

А вы знали, что если двигатель рассчитан на напряжение 380/660В- треугольник/звезда, и если его подключить по схеме звезда на напряжение 380 вольт, то в определённых условиях он сгорит. Стало интереснее? Тогда советую ознакомиться со статьёй.

Перед чтением этой статьи рекомендую прочитать статью «Что такое мощность».

Как подключить асинхронный двигатель

Специалист перед подключением электродвигателя всегда поглядит на его шильдик и ознакомится со схемой подключения обмоток электродвигателя.

Шильдик асинхронного электродвигателя выглядит примерно вот так:

По информации на шильдике мы делаем вывод, что если у нас напряжение 380 вольт, то подключаем электродвигатель по схеме треугольник. Если у нас 660 вольт, то по схеме звезда.

Так же бывают двигатели на 220/380 вольт:

По шильдику видно, что если у нас напряжение в сети 220 вольт, то подключаем треугольником. Следовательно, если 380 вольт, то звездой.

Теперь Вы уже хотя бы понимаете, как подключить асинхронный двигатель, ориентируясь на шильдик.

Почему сгорит электродвигатель при неправильном соединении

Сейчас я вкратце расскажу, почему электродвигатель, у которого обмотки на 380/660 треугольник/звезда, нельзя подключать звездой на 380 вольт.

Давайте представим, что в данный момент у нас линейное напряжение равно 380 вольт.

Что такое линейное напряжение, а фазное? Не знаете? Сейчас расскажу!

Линейное напряжение – это напряжение между линейными проводами (фазами), а фазное между линейным проводом и нейтральным.

Дело в том, что при соединении обмоток треугольником, на каждую обмотку приходится линейное напряжение 380 вольт,

а при соединении звездой фазное — 220 вольт.

В итоге нам надо поддерживать требуемую мощность на валу двигателя, а напряжение упало с 380 вольт до 220 вольт (переключили обмотки с треугольника на звезду), что же делать? Ток всё сделает за нас. Он начнёт расти.

Читайте также:  Угловая шлифовальная машина: число оборотов и другие параметры, как выбрать, видео и фото

Это формула для однофазной сети, но для понимания сути пойдёт.

P=UI

Где, P- мощность, U-напряжение, I-ток.

Подставим в нашу формулу выдуманные значения и получим следующее: 440=220*2, а теперь уменьшим напряжение в два раза, 440=110*4. Увидели? Напряжение уменьшили в два раза, но, чтобы поддержать заданную мощность у нас вырос ток в два раза.

Почему при подключении звездой, ток не становится меньше (при неизменной нагрузке)

При соединении обмоток электродвигателя треугольником фазный ток в 1.73 раза меньше линейного.

Давайте приведу пример: На шильдике электродвигателя указан ток 30А при соединении обмоток треугольником и напряжением 380 вольт. 30 ампер — это линейный ток, значит, чтобы получить фазный, нам надо 30/1.73. В итоге фазный ток равен 17,3 Ампера. Т.е. номинальный ток для обмотки двигателя 17,3 Ампера.

А теперь мы переключим двигатель с треугольника на звезду, но нагрузка на валу двигателя остаётся таже самая.

При соединении электродвигателя звездой линейный ток будет равен фазному. Напряжение на обмотке уменьшится в 1.73 раза. Следовательно на обмотку будет подаваться уже не 380 вольт, а 220.

В результате по обмотке будет протекать не 17,3 А, а целых 30 Ампер. Почему?

Потому что ток будет компенсировать падение напряжения на обмотке, которое у нас упало в 1,73 раза. Значит ток вырастит в 1,73 раза. Двигатель греется и если отсутствует защита — сгорает. А двигатель стоит немалых денег, поэтому Вы должны знать как подключить асинхронный двигатель!

Еще один пример для понимания. Обратите внимание на следующий шильдик электродвигателя:

Электродвигатель треугольник/звезда: 220 вольт/380 вольт: 38,3/22,2 Ампера.

Соединяем двигатель треугольником и подаём напряжение 220 вольт. Ток (линейный) по шильдику равен 38,3 Ампер. Следовательно, фазный будет равен 38,3/1,73= 22,2 Ампер. Т.е мы определили, что фазный номинальный ток для обмотки = 22,2 Ампер. Поехали дальше…

А теперь соединяем обмотки электродвигателя звездой и подаём напряжение 380 Вольт. Ток будет равен 22,2 Ампер. В звезде линейный ток равен фазному току.

При треугольнике и питающем напряжении 220 вольт, фазный ток равен 22,2 Ампер.

При звезде и питающем напряжении 380 вольт, фазный ток равен 22,2 Ампер. Следовательно мощность у двигателя будет одинаковая при таких подключениях.

А, что если мы соединим этот двигатель звездой и подадим напряжение 220 вольт. На обмотку будет приходиться уже 127 Вольт. Поэтому ток будет компенсировать падение напряжение на обмотке в 1,73 раза и будет равен 38,3 Ампер. А обмотка у нас рассчитана на 22,2 Ампер. Двигатель сгорит.

Схема подключения обмоток электродвигателя звездой

Вот так выглядит борно электродвигателя и здесь обмотки соединены звездой. Т.е. концы обмоток соединены в одной точке.

Мои коллеги-инженеры сталкивались с такими случаями, когда перемычки кидали на начало обмоток, куда подключался питающий кабель. Сразу возникало короткое замыкание.

Фазное и линейное напряжение при соединении обмоток в звезду разное, а ток одинаковый.

А теперь давайте найдём полную мощность, развиваемую электродвигателем.

Полная мощность в трёхфазной системе равна сумме полных мощностей трёх фаз:

И теперь формула полной мощности будет выглядеть вот так:

А чтобы найти активную мощность применим следующую формулу:

где cosф- коэффициент мощности, n- КПД

Из формулы активной мощности выразим ток:

Схема подключения обмоток электродвигателя треугольником

Вот так выглядит борно электродвигателя и здесь обмотки соединены треугольником. Т.е. конец обмотки соединён с началом следующей обмотки.

Фазное и линейное напряжение равны. Линейный ток в 1,73 раза больше фазного.

Формула полной мощности будет выглядеть вот так:

Если обратить внимание на формулу полной мощности при подключении звездой, то мы заметим, что формулы полной мощности одинаковые.

А чтобы найти активную мощность применим следующую формулу:

где cosф- коэффициент мощности, n- КПД

Из формулы активной мощности выразим ток:

Внимательный читатель должен был заметить, что формула мощности одинаковая при подключении треугольником и при подключении звездой. Так и есть, просто, чтобы поддержать необходимую мощность, у нас будет меняться ток.

Но чтобы двигатель не сгорел при переключении с треугольника на звезду, надо уменьшить нагрузку на валу двигателя до тех пор, пока фазный ток не станет равный фазному току при подключении треугольником.

Поэтому и говорят, что мощность при подключении обмоток электродвигателя звездой меньше, чем при соединении треугольником.

Почему при пуске применяют схему звезда-треугольник

Формула мощности в момент пуска не действует, т.к. двигатель не вращается – ЭДС Самоиндукции отсутствует (индуктивное сопротивление).

По факту у нас есть обмотка с очень маленьким сопротивлением и напряжение, подаваемое на двигатель. И ток здесь рассчитывается по закону Ома. Чем меньше у нас подаваемое напряжение на обмотку электродвигателя, тем меньше будет ток в обмотке.

А мы помним, что при треугольнике у нас на обмотку подаётся линейное напряжение, а при звезде напряжение будет в 1.73 раза меньше чем на треугольнике. Следовательно, и пусковые токи будут меньше.

Читайте также:  Стиль Прованс для гостиной – примеры и варианты исполнения, отзывы

Но не забываем, что закон Ома действует только в момент пуска электродвигателя. Когда двигатель выходит на номинальные обороты, ему необходимо поддерживать мощность, которая присутствует на валу. А так как напряжение при звезде меньше в 1.73 раза, то начинает подниматься ток, чтобы компенсировать падение напряжения на обмотках электродвигателя.

Будьте внимательны.

Бывает попадаются шильдики электродвигателей, которые путают электриков, и они могут допустить ошибку при подключении. Например: Написана буква V, под ней нарисован треугольник, а внизу два напряжения 400 Вольт на 50 Герц и 460 Вольт на 60 Герц. Специалист думает, что буква V-это значок звезды, а так как у него напряжение 400 Вольт, то подключает звездой. А на самом деле этот движок рассчитан на одно лишь подключение- треугольником. А буква V обозначает напряжение.

Что такое звезда и треугольник в электродвигателе

Вся нагрузка в трёхфазных цепях соединяется по схеме звезда или треугольник. В зависимости от вида потребителей электроэнергии и напряжения в электросети и выбирают соответствующий вариант. Если говорить об электродвигателях, то от выбора варианта соединения обмоток зависит возможность его работы в конкретной сети с номинальными характеристиками. В статье мы рассмотрим, чем отличаются звезда и треугольник в электродвигателе, на что они влияют и какой принцип подключения проводов в клеммнике трёхфазного двигателя.

  • Теория
  • В чем разница
  • Формулы мощности, тока и напряжения
  • Практика — как выбрать схему для конкретного случая
  • Переключение со звезды на треугольник для плавного пуска
  • Заключение

Теория

Как уже было сказано, схемы соединения звезда и треугольник характерны не только для электродвигателя, но и для обмоток трансформатора, нагревательных элементов (например, тэнов электрокотла) и другой нагрузки.

Чтобы понять почему эти схемы соединения элементов трёхфазной цепи так называются, нужно их несколько видоизменить.

В «звезде», нагрузка каждой из фаз соединена между собой одним из выводов, это называется нейтральная точка. В «треугольнике» каждый из выводов нагрузки подключается к разноимённым фазам.

Всё сказанное в статье далее справедливо для трёхфазных асинхронных и синхронных машин.

Рассмотрим этот вопрос на примере соединения обмоток трёхфазного трансформатора или трёхфазного двигателя (в этом контексте это не имеет значения).

На этом рисунке отличия более заметны, в «звезде» начала обмоток подключаются к фазным проводникам, а концы соединяются вместе, в большинстве случаев к этой же точке нагрузки подключается нулевой провод от питающего генератора или трансформатора.

Точкой обозначены начала обмоток.

То есть в «треугольнике» конец предыдущей обмотки и начало следующей соединяются, и к этой точке подключается питающая фаза. Если перепутать конец и начало — подключаемая машина не будет работать.

В чем разница

Если говорить о подключении однофазных потребителей, кратко разберем на примере трёх электротенов, то в «звезде», если сгорит один из них продолжат работать два оставшихся. Если сгорит два из трёх – вообще ни один не будет работать, поскольку они попарно подключаются на линейное напряжение.

В схеме треугольника даже при перегорании 2 тэнов – третий продолжит работать. В ней нет нулевого провода, его просто некуда подключать. А в «звезде» его подключают к нейтральной точке, и нужен он для уравнивания токов фаз и их симметрии в случае разной нагрузки по фазам (например, в одной из веток подключен 1 ТЭН, а в остальных по 2 параллельно).

Но если при таком соединении (с разной нагрузкой по фазам) отгорит ноль, то напряжения будут неодинаковы (там, где больше нагрузка просядет, а где меньше – возрастёт). Подробнее об этом мы писали в статье о перекосе фаз.

При этом нужно учесть, что подключать обычные однофазные приборы (220В) между фазами, на 380В, нельзя. Либо приборы должны быть рассчитаны на такое питание, либо сеть должна быть с Uлинейным 220В (как в электросетях с изолированной нейтралью некоторых специфичных объектов, например, кораблей).

Но, при подключении трёхфазного двигателя, ноль к средней точке звезды часто не подключают, так как это симметричная нагрузка.

Формулы мощности, тока и напряжения

Начнем с того что в схеме звезды есть два разных напряжения – линейное (между линейными или фазными проводами) и фазное (между фазой и нулём). Uлинейное в 1,73 (корень из 3) раз больше Uфазного. При этом линейный и фазный токи равны.

То есть линейное и фазное напряжение соотносятся так, что при линейном в 380В, фазное равно 220В.

В «треугольнике» Uлинейное и Uфазное равны, а токи отличаются в 1,73 раза.

Мощность в обоих случаях считают по одинаковым формулам:

  • полная S = 3*Sф = 3*(Uл/√3)*I = √3*Uл*I;
  • активная P = √3*Uл*I*cos φ;
  • реактивная Q = √3*Uл*I*sin φ.

При подключении одной и той же нагрузки на те же Uфазное и Uлинейное, мощность подключённых приборов будет отличаться в 3 раза.

Допустим, есть двигатель, который работает от трёхфазной сети 380/220В, а его обмотки рассчитаны на подключение по «звезде» к электросети с Uлинейным в 660В. Тогда при подключении в «треугольник» питающее Uлинейное должно быть в 1,73 раза меньше, то есть 380В, что подходит для подключения к нашей сети.

Читайте также:  Сортамент полипропиленовых труб для отопления

Приведем расчеты, чтобы показать, какие отличия для двигателя будут при переключении обмоток с одной схемы на другую.

Допустим, что ток статора при подключении в треугольник в сеть 380В был 5А, тогда полная его мощность равняется:

Переключим электродвигатель на «звезду» и мощность снизится в 3 раза, так как напряжение на каждой обмотке снизилось в 1,73 раза (было 380 на обмотку, а стало 220), и ток тоже в 1,73 раза: 1,73*1,73=3. Значит с учетом пониженных величин проведем расчет полной мощности.

Как видите – мощность упала в 3 раза!

Но что будет, если есть другой электродвигатель и он работал в «звезде» в сети 380В и током статора в те же 5А, соответственно и обмотки рассчитаны для подключения в «треугольник» на 220В (3 фазы), но по какой-то причине их соединили именно в «треугольник» и подключили к 380В?

В этом случае мощность вырастет 3 раза, так как напряжение на обмотку теперь наоборот увеличилось в 1,73 раза и ток во столько же.

Мощность двигателя стала больше номинальной в эти самые 3 раза. Значит он просто сгорит!

Поэтому нужно подключать электродвигатель по той схеме соединения обмоток, которая соответствует их номинальному напряжению.

Практика — как выбрать схему для конкретного случая

Чаще всего электрики работают с сетью 380/220В, так рассмотрим же как подключить, звездой или треугольником, электродвигатель к такой трёхфазной электросети.

В большинстве электродвигателей может быть изменена схема соединения обмоток, для этого в брно есть шесть клемм, расположены они таким образом, чтобы с помощью минимального набора перемычек можно было собрать нужную вам схему. Простыми словами: вывод начала первой обмотки расположен над концом третьей, начала второй, над концом первой, начало третьей над концом второй.

Как отличить два варианта подключения электродвигателя вы видите на рисунке ниже.

Поговорим о том, какую схему выбирать. Схема подключения катушек электродвигателя не имеет особого влияния на режим работы двигателя, при условии соответствия номинальным параметрам двигателя питающей сети. Для этого смотрим на шильдик и определяем, на какие напряжения рассчитана конкретно ваша электрическая машина.

Обычно маркировка имеет вид:

Это расшифровывается так:

Если межфазное напряжение равно 220 – собирайте обмотки в треугольник, а если 380 – в звезду.

Чтобы просто ответить на вопрос «Как соединить обмотки у двигателя?» мы сделали для вас таблицу выбора схемы соединения:

Переключение со звезды на треугольник для плавного пуска

При запуске электродвигателя наблюдаются высокие пусковые токи. Поэтому для снижения пусковых токов асинхронных двигателей используется схема пуска с переключением обмоток со звезды на треугольник. При этом, как было сказано выше, электродвигатель должен быть рассчитан подключение в «треугольник» и работе под Uлинейным вашей сети.

Таким образом в наших трёхфазных электросетях (380/220В) для таких случаев используют двигатели номинальными «380/660» Вольт, для «Δ/Y» соответственно.

При пуске обмотки включаются «звездой» на пониженное напряжение 380В (относительно номинальных 660В), двигатель начинает набирать обороты и в определенный момент времени (обычно по таймеру, в усложненных вариантах — по сигналу датчиков тока и оборотов) обмотки переключаются в «треугольник» и работают уже на своих номинальных 380 вольтах.

На иллюстрации выше описан такой способ пуска двигателей, но в качестве примера изображен перекидной рубильник, на практике же используют два дополнительных контактора (КМ2 и КМ3), она хоть и сложнее обычной схемы подключения электродвигателя, но это не является её недостатком. Зато у неё целый ряд преимуществ:

  • Меньше нагрузка на электросеть от пусковых токов.
  • Соответственно меньшие просадки напряжения и уменьшается вероятность остановки сопутствующего оборудования.
  • Мягкий пуск двигателя.

Есть два главных недостатка этого решения:

  1. Нужно прокладывать два трёхжильных кабеля от места расположения контакторов непосредственно до клемм двигателя.
  2. Падает пусковой момент.

Заключение

Как таковые различия в рабочих характеристиках при подключении одного и того же электродвигателя по схеме звезда или треугольник нет (он просто сгорит, если вы ошибетесь при выборе). Также, как и нет преимуществ и недостатков какой-либо из схем. Некоторые авторы приводят в качестве аргумента то, что в «звезде» ток меньше. Но при аналогичной мощности двух разных двигателей, один из которых рассчитан на подключение в «звезде», а второй в «треугольнике» к сети, например, 380В — ток будет одинаковым. А один и тот же двигатель нельзя переключать «как попало» и «непонятно для чего», так как он просто сгорит. Главное выбирать тот вариант, который соответствует напряжению питающей сети.

Надеемся, теперь вы стало больше понятно про то, что собой представляет схема звезда и треугольник в электродвигателе, какая разница в подключении каждым из способов и как выбрать схему для конкретного случая. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: