Шестаков В.С. Оптимизация параметров горных машин. Учебное пособие (811777), страница 21

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

Текст из файла (страница 21)

При разгоне движущий момент должен умножаться на , а при торможении – делиться.Механизм поворота состоит из достаточно большого числаэлементов, включение их всех в расчетную схему приведет к сложному математическому описанию. Для упрощения используют расчетные схемы с меньшим числомМдвмасс и передаточных звеньев [7].J.прНесколько масс используют дляβ.прМс.прзадач, в которых требуется определять усилия в передаточныхэлементах. Для задач, в которыхтребуется определить время опеРис.

5.13. Расчетная схема:рации, можно применять одно- М – приведенный движущийдвмассовую расчетную схему (рис. момент; Мс.пр – приведенный мо5.13). При составлении расчетноймент сопротивления; β.пр – привесхемы вначале определяется эле- денный угол поворота; J.пр– примент конструктивной схемы, к ко- веденный момент инерцииторому будут приводиться все остальные элементы. Этот элемент называют звеном приведения. Длярассматриваемой задачи за звено приведения может быть принятвал двигателя, в этом случае не нужно будет приводить параметрыстатической характеристики. При сведении реальной системы к од121номассовой, чтобы не нарушились реальные закономерности,должны быть использованы выражения приведения, получаемые изусловия равенства кинетической энергии системы до и после приведения.Математическое описаниеПараметры статической характеристики приводаСтатическая характеристика (см.

рис. 5.11) задается моментомотсечки и стопорным моментом, скоростью отсечки и холостогохода. Эти параметры определяются по номинальному моменту иноминальной скорости привода через задаваемые коэффициенты.Номинальный момент привода:Mн=Nдв/н .(5.16)Максимальный момент привода определяется по коэффициентудопустимого увеличения момента по отношению к номинальному(Кп задается в пределах 1.8-2.5):Мmax= Кп · Mн .(5.17)Момент отсечки привода определяется через максимальныймомент по задаваемому коэффициенту, который для механизма поворота может быть принят 0,9-0,95:Мотс=0.95 · Мmax.(5.18)Максимальная скорость вала несколько больше номинальнойскорости двигателя (на 1-2 %):хх =1.02 ·н .(5.19)Скорость отсечки привода определяется по максимальной скорости:отс=0.95 · хх.(5.20)Приведение параметров к звену приведения – валу двигателяУгол поворота платформы, приведенный к валу двигателя:пр= · U .(5.21)Суммарный, приведенный к валу двигателя момент инерцииповоротной части экскаватора с приводомJпр= J дв+Jпч /U2.(5.22)Приведенный к валу двигателя момент сопротивления плат122формы:Мс.пр=Мпл / U.(5.23)Выражения для расчета времениВремя поворота включает в себя время разгона и торможения.При разгоне платформы движущий момент привода меняется в соответствии с графиком статической характеристики (см.

рис. 5.11),а при торможении привод развивает максимальный тормозной момент, направленный в противоположную относительно движениясторону. Момент сопротивления, действующий на платформу приразгоне, препятствует разгону, а при торможении - помогает торможению. В зависимости от угла поворота разгон будет проходитьдо большей или меньшей скорости, может быть движение с постоянной скоростью или отсутствовать. На рис. 5.14 показан вид графика изменения скорости и момента в процессе поворота.Максимальноезначениескорости поворота будет завиω,Мсеть от угла поворота  и параМmaxωpметров механизма поворота.ТорможениеМpВремя поворота будет опреРазгонделяться временем разгона и Мсtторможения, которые опредеТторлятся из уравнения движения иТразвыражения, следующего из определения скорости.-МmaxПри составлении математического описания принято сложРис.

5.14. График изменения моментаный рабочий процесс делить наи скорости в процессе поворота:отдельные операции. Такое деТраз, Ттор – продолжительность разгона иление упрощает разработку моторможенияделей. В данной задаче можновыделить операции разгона иторможения.Разгон платформыУравнение движения при разгоне имеет видМдв  - Мс.пр = Jпр dр/ dt.Выражение для расчета угла поворота123(5.24)р =dр /dt.(5.25)Время с начала разгона определится в процессе решения задачипри численном интегрировании выражения(5.26)Т р   dt .При разгоне движущий момент меняется в соответствии с графиком статической характеристики (см. рис.

5.11). График состоитиз двух участков, поэтому должен быть реализован двумя выражениями. Для вывода выражений расчета момента Мдв по текущемузначению скорости в процессе разгона можно применить, например,метод подобия треугольников.Для получения выражения Мдв=f(р ) при разгоне до скоростиωотс из подобия треугольников получаем отношение(5.27)( М max  М отс) отс .( М max  М дв)рПри разгоне выше скорости ωотс из подобия треугольников получаем отношение(5.28)М отс (   )М двххотс(хх  р)После преобразований будут получены два выражения для расчета движущего момента по скорости:1) при  ротс:;(5.29)рМ дв  М max  ( М max  М отс ) 2) при  р >отс:М дв М отс  хх  р  ,хх  отсотс(5.30)где  р - текущее значение скорости при разгоне.Торможение платформыУравнение движения при торможении имеет вид-Мmax/ - Мс.пр = Jпр  dт/ dt.Выражение для расчета угла поворотат =dт /dt.(5.31)(5.32)Преобразование выражений для решения на ЭВМПреобразования с помощью метода Эйлера выполняются аналогично п.

5.3. Преобразованные выражения при разгоне будутиметь вид124 р   р  М дв    М с.пр   t J пр ;р = р + р  ∆t;Тр = Тр + ∆t.(5.33)(5.34)(5.35)При торможении в (5.31) Мmax и Мс.пр - величины неизменные,поэтому выражение можно решить аналитически, сразу определиввремя торможения. Выделим в левой части dt, а все остальные составляющие перенесем в правую частьTт dt  0MJ прmax /   М с .

пр 0  d .ωpТорможение начинается с достигнутой при разгоне скорости,поэтому и применено обозначение р в качестве нижней границыопределенного интеграла. После решения интеграла получим выражение для расчета времени торможенияТт J пр   pM max /   М с.пр(5.36)Для получения выражения расчета угла, на который повернетсявал двигателя при торможении, можно использовать вид графикапри торможении (рис.

5.14). Угол – это интеграл от скорости, а награфике это площадь под линией скорости. Исходя из этого, уголторможения как площадь треугольника определится по выражениют = р Тт / 2 .(5.37)Разработка алгоритма для ЭВМАлгоритм решения задач по расчету длительностей операций ивсегда имеет циклическую структуру.

За один шаг нельзя выполнить все расчеты. В таких алгоритмах первым этапом является определение условия повторения циклов.Для этой задачи в качестве такого условия используется задание – определить продолжительность поворота на заданный угол.Цикл расчетов должен повторяться до тех пор, пока сумма углов,на которые поворачивается платформа при разгоне и торможении,меньше заданного р+т<пр. Внутри этого цикла должны быть всевыражения, которые позволят определять указанные углы.Составление блок-схемы этого алгоритма достаточно хорошо125поддается формализации. Первоначально изображается элементцикла с выбранным условием, а затем компонуется схема из необходимых элементов по условию, чтобы выше элемента, в которомиспользуется рассматриваемый параметр, был элемент определениязначения этого параметра.

Полученная таким образом блок-схемаалгоритма изображена на рис. 5.15. Выражения для расчета параметров статической характеристики в алгоритм не включены.Разработка программы для выполнения расчетов на ЭВМСоставление сценария решения задачи на ЭВМДля этой задачи составление сценария будет заключаться впроектировании входной и выходной форм представления информации, в выборе количества и типа элементов управления. На рабочем листе Excel (рис. 5.16) набирается информация: название задачи; наименование и значение всех параметров исходных данныхс указанием размерностей; наименование параметров, определяемых в процессе расчетов; таблица с промежуточными результатами вычислений –времени, скорости, движущего момента; график изменения во времени скорости и движущего момента.Для запуска программы на рабочий лист будет помещенакнопка управления с надписью "Расчет".Разбивка программы на подпрограммыВ данной задаче можно выделить в отдельные подпрограммы:- ввод данных;- расчет параметров статической характеристики;- приведение параметров к валу двигателя;- расчет времени поворота;- вывод результатов.Для передачи значений переменных между подпрограммами использована передача через глобальные переменные.

Характеристики

Список файлов книги