Белов М.П. - Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов (1249706), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Как следует из формулы (3.35) „изменения М вызываются изменениями веса 0 перемещаемого полезного груза, а также изменениями условий трения в кинематических звеньях механизма. Если общий вес механизма гр; невелик по сравнению с номинальным весом номинального полезного груза б„„, что имеет место для механизмов передвижения тележек мостовых, козловых кранов и подобных им установок, то определяющее влияние 'à — 1 Рис. 3.!0 1,О 0,8 О,б о,4 од о 0 0,2 0,4 0,6 0,8 6/С„ а Рис. 3.11 оказывают изменение веса полезного груза (прямая 1 на рис. 3.11, а).
Пределы изменения нагрузок электроприводов механизмов передвижения и поворота без учета ветровой нагрузки и уклона в координатах М /М„о б/б„,„показаны на рис. 3.11, а, а в координатах оз, М вЂ” на рис. 3.11, б12Ц.). Для механизмов передвижения более тяжелых конструкций, например мостовых кранов, влияние полезного груза на статические нагрузки привода невелико (прямая 2 на рис. 3.11, а). Поэтому при проектировании электро- приводов таких механизмов следует иметь в виду изменения и других факторов, в частности трения в передачах и реборд колес о рельсы.
Точным расчетом эти изменения не определяются. Их влияние можно учитывать ориентировочно, снижая расчетные минимальные нагрузки на 20... 30%. Передаточные механизмы круговых движений. Ц и л и н д р и ч е окая и коническая зубчатые передачи (рис. 3.12, а, б) применяются как двусторонние передачи, различающиеся направлениями размещения осей шестерен. В одноступенчатом варианте они обеспечивают малые значения коэффициентов редукции (до 5...8). Червячная передача (рис. 3.12, в) применяется как сиг ловая передача, обеспечивающая коэффициенты редукции до 300 и более. Она обладает свойством самоторможения. Недостатком передачи является невысокий КПД.
Планетарная передача (рис. 3.12, г) применяется как двусторонняя зубчатая передача, имеющая малые размеры и массу и большие значения коэффициентов редукции. Особенностью передачи является наличие колес с перемещающимися геометрическими осями (сателлитами), которые обкатываются вокруг центрального колеса. Волновая зубчатая передача (рис. 3.13, а, б) состоит из генератора волн 1 (два ролика, установленные на водиле), гибкого колеса 2 (тонкостенная цилиндрическая оболочка с наре- 158 Рис. 3.12 занным зубчатым венцом с числом зубьев ~,), жесткого, фиксированного относительно корпуса колеса 3, внутри которого нарезан зубчатый венец с числом зубьев ~2.
При вращении роликов происходит деформация гибкого колеса, сравнимая с размерами зуба, и осуществляется зацепление и передача движения от одного колеса к другому. На рис. 3.13, в показано торцевое сечение, на котором 1 — контур жесткого колеса, П вЂ” контур гибкого колеса до деформации, 111 — контур гибкого деформированного колеса; Ь, — радиальная деформация гибкого колеса. После полного оборота генератора волн (у2 = 2я) вал гибкого колеса поворачивается в противоположном генератору направлении на угол Ч22 = 2я (г1— — г2)/ги Коэффициент редукции передачи 1, = ~р~/~р2 = е!/(~! 12) Если гибкое колесо связать с корпусом, а жесткое — с ВыхОдным ВВДОм 3 то после поворота генератора волн на угол с2, = 2я же- 22 сткое колесо повернется в том же направлении„ что и О генератор волн, на угол с22 = <Рь = 2я(сз — ~~)/~2 Коэффициент редукции от генератора волн к жесткому колесу ч21/Чз ~2/(~2 ~ ) П Особенностями волно- П! вой передачи являются: р, б большие значения коэффициентов редукции (до Рис.
3.13 159 50... 300 в одной ступени), одновременное зацепление большого числа пар зубьев колес (что дает возможность передавать большие крутящие моменты при относительно малых размерах и массе), высокая кинематическая точность и малый люфт, высокий КПД (0,6 ... 0,85). Для круговых перемещений (поворотов) больших масс применяют поворотные платформы ПП(рис.
3.14).Зубчатыйвенец ЗВ большого диаметра связан с неподвижным основанием. Ведущие шестерни ВШ, приводимые в движение от электродвигателей М через редукторы Р, поворачивают платформу вокруг центральной оси. Платформы выполняются с роликовыми опорами качения РОК и центральной цапфой ЦЦ оси вращения. Для фиксирования заданного положения платформы используется механический тормоз Т с электромагнитным приводом. При горизонтальном положении поворотной платформы статический момент механизма поворота ~с 210У+6о)4,Р =/с (3.36) где асср — коэффициент, учитывающий трение роликов опорного роликового крута о направляющие, а также трение в центральной цапфе оси вращения платформы; 1) — диаметр роликового круга; Ир — диаметр роликов;~ — коэффициент трения качения роликов или ходовых колес; ! — передаточное число редуктора. Статический момент электропривода поворота мало зависит от веса полезного груза 6, так как для подавляющего большинства машин вес поворотной платформы с оборудованием значительно больше веса полезного груза.
Важнейшей особенностью механизмов передвижения и поворота является большая механи- пп Рис. 3.14 160 ческая инерция, влияние которой тем больше, чем тяжелее движущееся сооружение и чем выше скорость движения. При небольшом моменте инерции механизма динамический момент в основном обусловлен ускорением ротора двигателя и нагружает передачи механизма незначительно. Иные условия складываются в электроприводах инерционных механизмов. Здесь основной нагрузкой передач является динамическая нагрузка, обусловленная массой элементов поворотной платформы, движущихся с ускорением. Передача динамических усилий вызывает дополнительные потери в редукторе, которые в расчетах желательно учитывать, если динамические нагрузки передач соизмеримы со статическими или превышают их.
Приведенный динамический момент для пуска Едоп М >ин = /дведоп +/м —, (3.37) Чм а для торможения Моин = Удвадоп + >мадоппм> (3.38) Г,=Г, +Г, +Г,= = (бд + 6) з(п В+ Й„>(6д + 6) сов В+ рвов ,' (3.39) х„.р = 2/ср 1д — "+,~' /Р„> (3.40) где Є— диаметр ходового колеса; б — угол уклона; р, — ветровое давление, принимаемое обычно при выборе мощности электродвигателя 150...
250 Па; Ю, — площадь парусности сооружения. Площадь парусности сооружения (3.41) где (с,„— коэффициент однородности (сплошности) конструкции, численно равный 0,3 ... О,б для ферм и 0,7...0,8 для механизмов; о,„, ߄— площадь, ограниченная соответственно контуром конструкции и груза. Статический момент в случае, когда результирующая сила направлена против движения, т.е. является тормозной, М = Г,Р„/2п1м, (3.42) 1б! где Х„= Ух — ~, — приведенный к валу двигателя момент инерции всех поступательно и вращательно движущихся элементов механизма. Статические нагрузки механизмов, работающих на открытом воздухе. Эти нагрузки могут существенно изменяться при наличии уклона или воздействия ветра.
В общем случае сила сопротивления движению для механизма передвижения может быть представлена в виде алгебраической суммы (влияние уклона показано на рис. 3.7): а если по движению, то М = ГРп„/2~. (3.43) Уклон и ветровая нагрузка в значительной степени расширяют пределы изменения нагрузок и изменяют их характер. При наличии уклона нагрузка становится несимметричной (см. рис. 3.6, б). Ветровая нагрузка может иметь любое направление, и при большой парусности пределы изменения статической нагрузки могут охватывать как двигательный, так и тормозной режимы.
Для механизмов поворота статический момент, обусловленный ветром, при постоянной силе ветра зависит от угла поворота платформы. 3.3. Динамические модели механизмов Рассматривая динамические модели механизмов в виде систем дифференциальных уравнений и передаточных матриц, будем считать, что люфты исключены с помощью устройств выборки люфтов и динамические процессы определяются в основном упругой податливостью валов, зубчатых зацеплений, муфтовых соединений, опор и других звеньев. Выборка люфтов может быть выполнена, в частности, с помощью замыкающей кинематической цепи в одноступенчатой передаче, содержащей колеса 1, 2 и предварительно закрученный торсион Т (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
