25316-1 (590958), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

F_доп = 55*10⁴ Н; допустимое усилие в тяговом органе;

Df_з = 20 рад; приведенный к валу двигателя зазор в передачах;

С = 18*10⁶ Н/м; жесткость демпферных пружин; t_с = 80 с; продолжительность закрытия ворот;

2.3.2. Определение статических моментов сопротивления.

Створки ворот, перемещаются в воде, испытывает знакопеременные нагрузки, вызванные влиянием внешних факторов.

Учитывая, что двигатель должен преодолеть эти нагрузки, момент его на валу будет также изменятся в довольно широких пределах. Поэ­тому, для правильного выбора двигателей необходимо знать область изменения статического момента сопротивления.

При движении в установившемся режиме на створку ворот действует нагрузка, в которую входят следующие составляющие; - момент от силы трения в пяте и гальсбанде ( М_тр ); - момент сил ветровой нагрузки ( М_в ); - момент сил, вызванных, гидростатическим давлением воды на створку ( М_h ); - момент сил вызванных воздействием масс воды при движении створки ( М_г ), который включает: моменты сил, вызванных изменением инерции присоединенных к створке масс воды:

Момент от сил трения определяется по выражению ( в Нм ):

М_тр = 2/3*f₁*F_n*r_n+f₂*F_г*r_г; где

f₁ = 0,25 - коэффициент трения пятового устройства;

f₂ = 0,5 - коэффициент трения гальсбанда;

r_n = 0,2 м - радиус пяты;

r_г = 0,1 м - радиус гальсбанда;

F_n = G+g*h_m*l - реакция в пяте; ( Н )

G - вес створки; ( Н )

G = 500*(H_n*l)^3/2

^{g = 4000 ( H/m2 ) - удельная нагрузка на створку, создаваемая механизмами и людьми, находящимися на мостике ворот;}

l = 0,5*h_к/cos20² - длинна створки; ( м )

h_m = 1,2 ( м ) - ширина мостика;

F_г = F_n*l/(2*H_n) - усилие в галсбанде; ( Н )

l = 0,5*h /cos20 = 0,5*18/0,44 = 9,57 ( m )

G = 500*(H_n+l)^3/2 = 500*(15*9,57)^3/2 = 859958,2 ( H )

F_n = G+g*h_m*l = 859958,2+4000*1,2*9,57 = 905889,2 ( H )

F_г = F_n*l/(2*H_n) = 905889,2*9,57/(2*15) = 288978,6 ( H )

M_тр = 2/3*f₁*F_n*r_n+f₂*F_г*r_г = 2/3*0,25*905889,2*0,2+0,5*

*288978,6*0,1 = 44645,2 ( Н*м )

Момент сил ветровой нагрузки определяется по формуле;

М_в = 0,5*к_о*g_о*l²*(H_n-h)*sinQ; в ( Н*м ) где

К_о = 1,4 - коэффициент обтекания;

g_о = 150 ( Н*м² ) - скоростной ветровой напор;

Q = угол поворота створки ( Q = 0^о - при открытом положении во­рот );

Значение НВ рекомендуется определять через каждые 10^о угла пово­рота створки ( полный угол поворота створки составляет 70^о ).

Гидростатическое давление воды на створку создается из - за пе­репадов уровней воды, которые возникают в следствие инерционных ко­лебаний воды в бъефе, вызванных наполнением апоражнением камеры шлюза, преждевременного начала открывания ворот до полного выравни­вания уровней воды в камере и подходном канале из-за наличия пог­решностей в водомерных приборах, а также вследствие разности отме­ток уровней в камере и бъефе при запоре и выпуске воды помимо под­ходных каналов. Следует иметь в виду, что перепады уровней воды возникают практически только в интервале угла поворота от 50^о до 70^о.

Величина момента, вызванного перепадом, расчитывается по формуле в ( Н*м );

M_h = 0,5*Dh_c*l^2*h*Y_в, где.

Y_в = 9,81*10³ ( Н*м^-3 ) - удельный вес воды

M_h = 0,5*0,15*9,52²*5*9810 = 336918 ( Н*м );

при Q = 0^о М_в = 0 ( Н*м )

при Q = 10^о М_в = 0,5*1,4*150*9,57*(15-5)*sin10^о = 16698,7 ( Н*м )

Данные расчеты ведутся через 10^о. результаты расчета сводятся в таблицу;

Момент сил, вызванных воздействием масс воды движением створки ( М_г ), зависит от скорости движения створки, ее положения, заглубле­ния и кинематической схемы. Точный расчет этого момента сложен. Од­нако с достаточной для инженерных расчетов точностью величину М_г можно принять постоянной во всем диапазоне угла Q, равной:

М_г = 0,2*336918 = 67383,6 ( Н*м )

Определив все вышесказанные моменты, строится график зависимости статического момента сопротивления на оси створки от ее угла пово­рота. Очевидно, что в зависимости от направления ветра и перепада момента М_h и М_в могут как препятствовать, так и способствовать дви­жению створки. В соответствии с этим график М_с(Q) = М_тр+М_г+М_h+М_в строится для двух случаев:

- моменты М_h и М_в препятствуют движению;

- моменты М_h и М_в способствуют движению;

График М_с(Q) строятся через 10^о угла поворота створки: ( рисунок 19 ).

2.3.3. Предварительный выбор электродвигателя.

Необходимая мощность электродвигателя, намеченного к установке, определяется из выражения ( в кВт ):

P' = M_с.max*w_ст.ср./(1000*h),

где M_с.max - максимальный момент сопротивления, определяется по графику М_с(Q), Н*м;

w_ст.ср. = Q_ст/t_c - средняя угловая скорость створки, ( с^-1 );

Q_ст = 1,222 - полный угол поворота створки, ( рад ) w_ст.ср. = 1,222/80 = 0,015 ( с^-1 );

P' = 539311,5*0,015/(1000*0,74) = 11 ( кВт );

Частота вращения электродвигателя определяется в соответствии с w_ст.ср. по формуле ( в об.мин^-1);

n = k_w*30*a_т*i_з/(p*t_c), где.

a_т - полный угол поворота выходного вала передачи ( колеса ) при перемещение створки от открытого до закрытого положения ( определя­ется по кинематической схеме механизма ), рад;

k_w = 1,3 - коэффициент, учитывающий работу двигателя в переход­ных режимах и на пониженной частоте вращения при створении и при входе в шкафную часть.

n = 1,3*30*2,6*2300/(3,14*80) = 928 (об/мин).

По величине P' и n по каталогу предварительно выбираем двигатель кранового типа при ПВ = 95 % мощностью равной или ближайшей боль­шей.

Выбираем электродвигатель MTF 311-6

Р_н = 13 ( кВт ) n = 135 (об/мин) J = 0,3 (кг/м²⁾

2.3.4. Определение момента сопротивления приведенных к валу дви­гателя.

Величины моментов сопротивления, приведенных к валу двигателя ( M'_с ), необходимо определить во всем диапазоне перемещения створки для обоих расчетных режимов.

Расчет M'_с = f(Q) производим через 10^o угла поворота створки. Для определения M'_с = f(Q) необходимо определить полное переда-

точное число:

i = f(Q); i = i_з*i_м, где i_м = f(Q)

i_м = ВО₁/СО, где СО определяется из диаграммы перемещения. Приведения осуществляются по формулам:

М_с' = М_с/(i*h) - двигательный режим;

М_с' = М_с*h/i - тормозной режим;

Результаты вычислений заносим в таблицу;

По результатам в таблице, строим график зависимости М_с'= f(Q). ( рисунок 20 ).

2.3.5. Проверка предварительно выбранного двигателя. Предварительно выбранный двигатель в общем случае должен быть

проверен на нагрев, динамическую и перегрузочную способность. Однако, в следствии того, что цикл шлюзования довольно значите-

лен ( 30 минут и более ), а длительность работы привода ворот в

цикле не выше ( порядка 3 - 4 минуты ), тепловой режим двигателя

достаточно легкий. Поэтому проверку предварительно выбранного дви­гателя в этом случае можно на нагрев не производить, а ограничется проверками на динамическую и перегрузочную способности.

Вместе с тем электродвигатель двустворчатых ворот требует специ­фической проверки по аварийному режиму работы из условия "наезд на препятствие" ( внезапное столкновение ), выполнение которой целесо­образно до основных проверок.

а) Проверка по режиму внезапного стопорения

При внезапном стопорение створки кинематическая энергия, запа­сенная ротором двигателя и вращающимися элементами передач, перехо­дит в энергию упругих колебаний и дополнительно нагружает механизм.

Проверка по режиму внезапного стопорения позволяет уточнить час­тоту вращения электродвигателя, откоректировать передаточное число механизма и жесткость упругих элементов.

При расчете режима внезапного стопорения не учитываются демпфи­рующие способности двигателя и принимается, что продолжительность развития нагрузки больше полупериода колебаний.

В этом случае величина момента при внезапном стопорении, приве­денная к валу двигателя, может быть определена из выражения:

М_вн = 0,7*М_max+w_д*?C'_max*J₁*sin(?(C'_max/J₁)*t)

где; 0,7*М_max - примерное среднее значение момента, развиваемого двигателем при "наезде на препятствие", ( Н*м );

М_max - опрокидывающий ( максимальный ) момент предварительно выбранного двигателя;

w_д = w_н = p*n_н/30 - угловая частота вращения двигателя перед "наездом на препятствие" ( с^-1):

C'_max - максимальная, приведенная к валу двигателя жесткость демпферных пружин; ( Н*м )

J₁ = 1,25*(J_р+J_м) - момент инерции вращающихся элементов приво­да; J_р,J_м - моменты инерции ротора двигателя и муфты; (кг*м²); 1,25 - коэффициент учитывающий приведенный к валу двигателя мо-

мент инерции всех остальных вращающихся частей привода.

C'_max = C*(OA)²/i_з² =18*10⁶*2²/2300² = 13,6 ( Н*м )

где, ОА - из кинематической схемы;

Характеристики

Список файлов ВКР