123785 (689612), страница 2
Текст из файла (страница 2)
– момент сил трения в подшипниках
Статический момент рабочей машины равен:
Для определения динамических моментов рабочей машины рассчитываются моменты инерции рабочей машины (рабочего органа):
При заданной величине допустимого ускорения a для каждого режима рабочей машины определяются динамические моменты
Полный момент рабочей машины
- при пуске
- при работе с установившейся скоростью:
- при торможении:
Нагрузочная диаграмма моментов рабочей машины представлена на рисунке 2.
Рисунок 3 - Нагрузочная диаграмма моментов рабочей машины при движении без груза
На базе исходных данных рабочей машины рассчитывают и строят зависимости скорости рабочей машины от времени v(t). Участки различаются значениями статических нагрузок и моментов инерции. На основе заданных путей перемещения α, уcтановившейся скорости vy и допустимого ускорения a рассчитываем:
– время пуска tп до установившейся скорости с допустимым ускорением, торможения tт от установившейся скорости до остановки
При рабочем ходе:
При транспортировке:
– путь, проходимый за время пуска (торможения) рабочей машиной,
При рабочем ходе:
При транспортировке:
– время установившегося режима движения со скоростью v
При рабочем ходе:
При транспортировке:
Нагрузочная диаграмма скорости рабочей машины приведена на рисунке 4.
Рисунок 4 - Нагрузочная диаграмма скорости рабочей машины
На основании построенной нагрузочной диаграммы момента рабочей машины можно рассчитать среднеквадратичное значение момента:
в котором учтены не только статические нагрузки, но и часть динамических нагрузок.
Фактическое значение относительной продолжительности включения ПВф
рассчитывается по длительности времени работы tk на всех m участках движения и заданному времени цикла
tц = 3600 / z = 51.429(с)
где z – число циклов работы машины в час:
ПВкат=40%
При этом мощность двигателя может быть определена по соотношению
4. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РОДА ТОКА И ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Выбор рода тока и типа электропривода целесообразно производить на основе рассмотрения и сравнения технико-экономических показателей ряда вариантов, удовлетворяющих техническим требованиям данной рабочей машины. Электродвигатели постоянного тока допускается применять только в тех случаях, когда электродвигатели переменного тока не обеспечивают требуемых характеристик механизма либо не экономичны.
В зависимости от диапазона и плавности регулирования скорости, требований к качеству переходных процессов могут быть применены системы реостатного регулирования скорости, так и системы с индивидуальными преобразователями.
Для регулируемого привода задача выбора типа привода решается сложнее. В зависимости от диапазона и плавности регулирования скорости, требований к качеству переходных процессов могут быть применены как системы реостатного регулирования скорости, так и системы с индивидуальными преобразователями.
При глубоком регулировании скорости в большинстве случаев вопрос решается в пользу приводов постоянного тока. Однако конкурентными по своим свойствам являются приводы с частотным и частотно-токовым управлением. Преимущества приводов с асинхронными двигателями – простота конструкции и повышенная надежность двигателей, возможность их изготовления в поточном производстве. Препятствием к быстрому внедрению частотно-регулируемых приводов является сложность систем управления, что приводит к недостаточной надежности их работы и повышенной стоимости. Появление на мировом рынке частотно регулируемых электроприводов с микропроцессорным управлением повышает ихнадежность, но стоимость их не снижается.
5. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОГО ЧИСЛА РЕДУКТОРА
Для грузового лифта выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, номинальные данные которого определены для повторно-кратковременного режима работы с продолжительностью включения 40%. Выбираем один двигатель, номинальная мощность которого не меньше расчетной номинальной мощности и наиболее близка к ней.
Выбираем двигатель 4MTКF(H)200L6. Данные выбранного двигателя приведены в таблице 2.
Таблица 2
Параметр | Обозначение | Значение |
Мощность номинальная, кВт |
| 22 |
Номинальная частота вращения, об/мин | nн | 935 |
Номинальный ток (статора), А | Iн | 51 |
Коэффициент мощности в номинальном режиме | cosφ | 0,79 |
Пусковой ток, А | Iп | 275 |
Пусковой момент, Нм | Мп | 706 |
Максимальный (критический) момент | Ммакс | 760 |
Активное сопротивление фазной обмотки статора, Ом | r1 | 0.235 |
Ток холостого хода для номинального режима, А | I0 | 31,3 |
Активное сопротивление короткого замыкания, Ом | Rкз | 0,5 |
Индуктивное сопротивление короткого замыкания, Ом | Хкз | 0,63 |
Коэффициент приведения сопротивлений | kr | 0,319 |
Момент инерции двигателя, кгм2 (Нм) | Jдв | 0,57 |
Передаточное число редуктора определяется по номинальной скорости
вращения выбранного двигателя ωн и основной скорости движения исполнительного органа vо по формуле:
где D – диаметр колеса (ролика, шкива и т.п.), находящегося на выходном валу редуктора и преобразующего вращение вала в поступательное движение исполнительного органа рабочей машины.
Редуктор выбирают по справочнику , исходя из требуемого передаточного числа, заданного значения номинальной мощности (или моментов на тихоходном и быстроходном валу) и скорости выбранного двигателя с учетом характера нагрузки (режима работы) РО, для которого проектируется электропривод.
Выбираем трехступенчатый цилиндрический редуктор ЦТНД-400. Основные параметры приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Основные параметры трехступенчатого цилиндрического редуктора ЦТНД-400
Параметр | Обозначение | Значение |
Номинальный крутящий момент на выходном валу, Нм | Мн | 8,7х103 |
Передаточное число | n | 20 |
КПД, % |
| 97 |
6. РАСЧЕТ ПРИВЕДЕННЫХ СТАТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ, МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ И КОЭФФИЦИЕНТА ЖЕСТКОСТИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОД – РАБОЧАЯ МАШИНА
На этапе предварительного расчета мощности электродвигателя по заданным техническим показателям рабочей машины были рассчитаны статические и динамические моменты рабочей машины. После выбора двигателя и редуктора, когда известны передаточное число, коэффициент полезного действия КПД редуктора, рассчитываются статические моменты рабочей машины, к валу двигателя. Движение при рабочем ходе:
Движение при транспортировке:
С учетом потерь в редукторе статические моменты на валу рассчитывают в зависимости от режима работы электропривода. Статический момент на валу в двигательном режиме с грузом:
Статический момент на валу в двигательном режиме без груза:
При работе электропривода в тормозных режимах потери в редукторе вызывают уменьшение нагрузки двигателя.
Статический момент на валу в тормозном режиме с грузом:
Статический момент на валу в тормозном режиме без груза:
Номинальный момент на валу двигателя:
Суммарный приведенный к валу двигателя момент инерции системы может быть рассчитан по соотношению:
-при движении с грузом:
-при движении без груза:
Приведенный к валу двигателя суммарный момент инерции движущихся исполнительных органов рабочей машины и связанных с ними движущихся масс:
-при движении с грузом:
-при движении без груза:
В проекте допускается рассчитывать момент инерции электропривода приближенно, принимая в формуле коэффициент δ=1,3…1,5.
Приведенную к валу двигателя жесткость упругой механической связи Спр
определяют через значение крутильной жесткости рабочего вала (упругой муфты) через значение линейной жесткости – по формуле: