2.7. Энерго – кинематические параметры привода

Среди характеристик привода в качестве основных можно выделить частоту вращения и вращающий момент. На их основе устанавливается мощность агрегата и скорость перемещения исполнительного органа.

Для привода преимущественно применяют 3 –х фазные электродвигатели переменного тока: асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии МТКF, МТКН и АИР и электродвигатели с фазным ротором серии МТF и МТН. Для судовых палубных механизмов в качестве приводных двигателей используют электродвигатели переменного тока серии МАП (машины асинхронные повышенного скольжения) и постоянного тока серии ДПМ (двигатели постоянного тока морского исполнения).

Электродвигатель выбирают в соответствии с режимом, в котором работает машина. В этом случае мощность двигателя при заданном ПВ% равна требуемой величине (Р_тр, кВт), значение которой устанавливают в зависимости от формы представления нагрузки по формулам:

Р_тр=k_P_р; (2.141)

Р_тр=10^-4k_Т_рn_р; (2.142)

Р_тр=10^-3k_F_рv_р, (2.143)

где P_р – мощность рабочего органа, кВт;

Т_р – крутящий момент на рабочем органе, Нм;

F_р – силовая нагрузка на рабочий орган, Н;

n_р – частота вращения рабочего органа, об/мин;

v_р – скорость рабочего органа, м/с;

k_- коэффициент, учитывающий потери (k_=1,2…2,0 при n_р10 об/мин;

k_=1,2…1,1 при n_р=10…50 об/мин; k_=1,1…1,05 при n_р50 об/мин).

В случае, когда фактическая продолжительность включения (ПВ_ф) не совпадает с номинальными значениями (ПВ_н), то двигатель выбирают по значению номиналь -

ной мощности (Р_н, кВт)

Р_н= Р_ф(ПВ_ф/ ПВ_н)^1/2, (2.144)

где Р_ф – фактический расход мощности, кВт;

ПВ_н – ближайшее стандартное значение ПВ.

Если значение мощности переменно в течение цикла, то определяется средняя статистическая мощность Р₁ , кВт, за цикл равна

Р₁ =k Р_i t_i/t_ц, (2.145)

где k – коэффициент перегрузок при пуске и торможении (k=1,1…1,3);

Р_i– различные значения статической мощности за соответсвующие промежутки t_i времени в течении цикла продолжительностью t_ц.

Полученное выражение подставляется в формулу (1.11) и далее по величине

Р_н из каталога выбирается двигатель. При этом номинальная мощность Р_н должна быть больше или равна требуемой мощности Р_тр.

Если кинематическая схема состоит из последовательно соединенных передач, то нагрузки и скорости для каждого последующего вала, начиная от вала двигателя, рассчитывают с учетом потерь на каждой ступени

Р₁= Р_дв; Р₂= Р₁₁;… Р_k= Р_(k-1)_(k-1), (2.146)

где ₁…_(k-1) – коэффициенты полезного действия на каждой ступени, которые учитывают потери на передаче и опорах (=_{передачи}_{подшипников}).

Частота вращения n валов передач по ступеням устанавливается следующими соотношениями

n₁=n_дв; n₂=n_дв/i₁;… ;n_k= n_k-1 /i_i, (2.147)

где i₁, i₂,… ,i_k-1 – передаточные отношения соответствующих ступеней

Мощность и частота вращения позволяет установить величину крутящего момента на каждом валу привода.

Крутящий момент Т,Нм, для каждого вала можно найти через мощность Р, кВт, и частоту вращения n, об/мин

T₁=9,5510³Р₁/n₁; T₂=9,5510³Р₂/n₂;… T_k=9,5510³Р_k/n_k, (2.148)

где n₁,…, n_k – частота вращения валов 1-го,…,k-го.

Крутящие моменты Т, кВт, в планетарных передачах рассчитываются на основании соотношений (без учета сил трения):

Т_h/T₁=i_1h⁽³⁾; (2.149)

Т_h/T₃=i_3h⁽¹⁾; (2.150)

Т₃/T₁=i₁₃^(h), (2.151)

где T₁ ,T₃ ,Т_h – моменты внешних сил, приложенных к центральным колесам а, b и водилу h.

Равновесие внешних вращающих моментов, приложенных к механизмам, устанавливается с помощью выражения

Т_h-T₃-T₁=0. (2.152)

Этим проверяют правильность расчета моментов в планетарных передачах.