Кинематическая схема рабочей машины, ее описание и технические данные

Содержание

Введение……………………………………………………………..………………...

1. Кинематическая схема рабочей машины, ее описание и технические данные.... 2. Расчет нагрузочной диаграммы рабочей машины…………………….…………...

3. Предварительный расчет мощности электродвигателя и его выбор……..……......

4. Расчет приведенных статических моментов и моментов инерции системы электрический двигатель-рабочая машина…………………………………………………

5. Расчет приближенной нагрузочной диаграммы электродвигателя……………….

6. Предварительная проверка двигателя по нагреву………………………………….

7. Выбор системы электропривода и его структурная схема…………….…………..

8. Расчет и построение естественных механической и электромеханической характеристик электродвигателя…………………………………………….…………..

9. Построение пусковой и тормозной диаграмм двигателя. Расчет пусковых и тормозного сопротивлений…………………………………………………..…………

10. Расчет переходных режимов электропривода…………………………..…….......

11. Расчет и построение уточненной нагрузочной диаграммы электродвигателя….

Заключение……………………………………………………………….………….

Список использованных источников…………………………………..………….

Введение

Создание материально-технической базы общества, решение глобальных экономических и социальных задач общества невозможны без полной электрификации всех отраслей народного хозяйства. Осуществлённые на её основе автоматизация и комплексная механизация производственных и технологических процессов позволяет резко повысить производительность труда.

Важную роль в реализации этих планов играет электрический привод, который является основным видом привода самых разнообразных производственных и транспортных механизмов, бытовых приборов, устройств водо- и газоснабжения, средств телевизионной и космической техники и т. д.

Главенствующее место электропривода среди других возможных видов привода определяется возможностью изготовления электродвигателей на самые разнообразные мощности и скорости, возможностью с помощью простых средств реализовать разнообразные и сложные виды движения исполнительных органов, также высоким КПД, надёжностью в эксплуатации.

Расчёт статических моментов

2.2.1 Момент сил трения в подшипниках М₁ вычисляем по формуле:

Момент сил трения в подшипниках при движении тележки с грузом

Момент сил трения в подшипниках при движении тележки без груза

2.2.2 Момент сил трения качения М₃ вычисляем по формуле

Момент сил трения качения при движении тележки с грузом

Момент сил трения качения при движении тележки без груза

2.2.3 Статическая момент М вычисляется по формуле

Статическая момент при движении тележки с грузом

Статическая мощность при движении тележки без груза

2.2.4 Время работы t_раб определяется по формуле

;

Коэффициент (1.2-1.4) учитывает увеличение времени работы механизма из-за наличия в цикле двух пусков и двух торможений, когда скорость движения изменяется от 0 до установившегося значения (и наоборот).

По полученным данным строится нагрузочная диаграмма и тахограмма. Нагрузочная диаграмма и тахограмма механизма представлена на рисунке 2.

Предварительный расчет мощности электродвигателя и его выбор

С использованием данных нагрузочной диаграммы рассчитываем среднеквадратичное значение мощности по формуле:

где P_к – мощность на к-ом участке диаграммы, Вт;

t_к – длительность к-ого участка, с;

Мощность двигателя для повторно-кратковременного режима работы P_д находится по формуле

где k₂ – коэффициент, учитывающий величину и длительность динамических нагрузок электропривода, а также потери в механических передачах и в электродвигателе; k₂ = 1,3 – 2.0;

ПВ_ф – фактическое значение относительной продолжительности включения двигателя;

ПВ_к – ближайшее к ПВ_ф каталожное значение относительной продолжительности включения для заданного типа двигателя; ПВ_к = %.

Теперь выбирается двигатель подходящего по условиям эксплуатации конструктивного исполнения. Причем его номинальная мощность при должна быть несколько больше .

По каталогу выбираем краново-металлургический асинхронный двигатель с фазным ротором типа , 380 В, ПВ= %, со следующими каталожными данными:

4. Расчет приведенных статических моментов, моментов инерции системы электрический двигатель – рабочая машина

Для того чтобы можно было рассчитать статические и динамические характеристики электропривода, необходимо все статические и динамические нагрузки привести к валу двигателя. При этом должны учитываться не только передаточное число редуктора, но и постоянные потери в двигателе.

4.1.1 Передаточное число j_р определяем по формуле:

4.1.2 Номинальная скорость двигателя, вычисляется по формуле:

;

4.1.3 Номинальный кпд двигателя переменного тока:

4.1.4 Потери холостого хода двигателя (постоянные потери) можно определить, приняв их равными переменным потерям в номинальном режиме работы:

4.1.5 Момент постоянных потерь двигателя:

4.1.6 Приведенные к валу двигателя статические моменты системы электродвигатель – рабочая машина на каждом участке работы рассчитываются по формулам:

4.2 Суммарный момент инерции J находим по формуле:

J = δ · J_дв + J_пр.р,

где δ – коэффициент, учитывающий момент инерции остальных элементов электродвигателя; δ = 1,5;

J_дв – момент инерции якоря двигателя;

J_пр.р – приведенный к валу двигателя суммарный момент инерции движущихся частей рабочей машины и связанного с ним груза, вычисляется по формуле:

;

5. Расчет приближенной нагрузочной диаграммы электродвигателя

Расчет на данном этапе работы приближенной нагрузочной диаграммы двигателя, когда еще не рассчитаны статические характеристики и не определены способы пуска и торможения двигателя, позволяет выполнить предварительную проверку двигателя по нагреву и тем самым сущестнна снизить затраты времени на работу в случае, когда предварительно выбранный двигатель окажется неподходящим.

5.1 Номинальный момент двигателя:

5.2 Максимальный (пусковой) момент:

5.3 Момент переключения (минимальный):

5.4 Средний пусковой момент:

5.5 Средний тормозной момент:

5.6 Динамические моменты определяются следующим образом:

5.7 Зная значения динамических моментов, определяем ускорения:

5.8 Далее определяем времена пусков и торможений:

5.9 Углы поворота вала двигателя за время пусков и торможений:

5.10 Угол поворота вала двигателя, эквивалентный длине перемещения нбочего органа:

5.11 Угол поворота вала двигателя за время установившегося движения:

5.12 Время установившегося движения:

Предварительная проверка электродвигателя по нагреву

6.1 Допустимый момент предварительно выбранного двигателя, работающего при :

Необходимо выполнения условия , условие выполнено, следовательно двигатель выбран верно.

Причем:

Электродвигателя

Значения среднеквадратичных моментов на каждом участке аппроксимации определим по выражению:

где М _нач _i – начальное значение момента на рассматриваемом участке,

М _кон _i – конечное значение момента на рассматриваемом участке.

По результатам расчётов переходных режимов и установившегося режима строятся нагрузочные диаграммы в виде зависимости момента от времени. Нагрузочные диаграммы приведены на рисунке 7.

Проверка на заданную производительность механизма заключается в том, чтобы проверить, укладывается ли рассчитанное время работы электропривода в заданное техническим заданием время t_p.

Расчетное время работы :

Заданное время работы:

Время работы меньше заданного. Из этого следует, что производительность выше заданной. Уменьшить производительность до заданной можно, уменьшив мощность двигателя.

Заключение

Разработанный электропривод удовлетворяет требованиям проверок на допустимый момент и производительность, обеспечивает заданный режим работы. В результате большого запаса проверяемых величин возможно изменение мощности двигателя и передаточного числа редуктора.

Так, если увеличить передаточное число редуктора при определённой мощности, то уменьшится время пуска и торможения, но увеличится полное время работы и уменьшится эквивалентный ток. Это приведёт к превышению допустимого ускорения при разгоне и торможении, что может вызвать поломку механизма.

Если уменьшить мощность двигателя, то это приведёт к замедлению электропривода; заданная производительность не будет обеспечиваться.

Также если уменьшить передаточное число, то это вызовет уменьшение времени разгона и увеличение эквивалентных токов, но при этом статический момент становится больше номинального; не обеспечивается установившийся режим.

Можно считать, что выбран оптимальный вариант электропривода.

Содержание

Введение……………………………………………………………..………………...

3. Предварительный расчет мощности электродвигателя и его выбор……..……......

5. Расчет приближенной нагрузочной диаграммы электродвигателя……………….

6. Предварительная проверка двигателя по нагреву………………………………….

7. Выбор системы электропривода и его структурная схема…………….…………..

10. Расчет переходных режимов электропривода…………………………..…….......

11. Расчет и построение уточненной нагрузочной диаграммы электродвигателя….

Заключение……………………………………………………………….………….

Список использованных источников…………………………………..………….

Введение

Кинематическая схема рабочей машины, ее описание и технические данные

Рассчитать механизм передвижения тележки мостового крана, кинематическая схема которого представлена на рисунке 1, построить характеристики, выбрать и оценить правильность подбора электродвигателя.

1 – ходовые колёса, 2 – электродвигатель, 3 – тормозной шкив, 4 – редуктор.

Рисунок 1 – Кинематическая схема механизма передвижения

Технические данные механизма: (вариант 45)

масса груза m_гр, т …………………………………………………………. ;

масса грузозахватывающего устройства m_гру, т ………………………… ;

масса тележки m_т, т ……………………………………………………… ;

длина перемещения тележки L, м ………………………………………. ;

средняя скорость перемещения V_ср, м/с ………………………………… ;

допустимое ускорение a, м/с²……………………………………………. ;

число циклов в час Z, 1/ч ………………………………………….. ;

диаметр ходового колеса D_к, м …………………………………….. ;

диаметр шейки оси колеса d_ц, м …………………………………… ;

коэффициент трения скольжения μ_ц…………………………………… ;

коэффициент трения качения f, мм …………………………………….. ;

общий КПД механизма передвижения …………………………………. ;

продолжительность включения ПВ …………………………………..… ;

двигатель переменного тока.

Тележка мостового крана совершает возвратно-поступательное движение на всю длину моста (от одного крайнего положения к другому).

Исходное положение – тележка в крайнем положении, груз поднят, включается механизм передвижения тележки. Тележка движется до противоположного конца моста и затормаживается. Мост крана перемещается на требуемое расстояние, груз опускается и отцепляется. После подъёма пустого крана мост возвращается в исходное состояние. Включается электродвигатель тележки, она перемещается к противоположному концу моста и затормаживается. Опускается пустой кран, зацепляется груз и поднимается, затем цикл повторяется.

Режим работы механизма – повторно-кратковременный.
2. Расчет нагрузочной диаграммы рабочей машины

Для того чтобы ориентировочно оценить требуемую для данного механизма мощность двигателя, необходимо определить тем или иным способом мощность или момент производственного механизма на разных участках его работы и скорости движения рабочего органа механизма на этих участках. Другими словами, необходимо построить нагрузочную диаграмму производственного механизма, дополненную его тахограммой.

Поскольку электродвигатель и редуктор еще неизвестны, невозможно на данном этапе определить полные статические и динамические нагрузки электропривода. Поэтому в первом случае предварительный расчет мощности двигателя основывается только на учете статических нагрузок, а во втором случае появляется возможность учесть и часть динамических нагрузок, обусловленных изменениями кинетической энергии рабочих органов механизма.

12 3 4 Следующая ⇒
Поделиться:

Последнее изменение этой страницы: 2019-03-21; Просмотров: 298; Нарушение авторского права страницы