7. Анализ законов движения исполнительного устройства

Условимся что привод работает при неизменном динамическом моменте

Мдин=Мст=0,5=const

Время изменения частоты вращения для любого участка ∆t_i=J∆n_i/9,55*M_динi;

где J – мосент инерции [кг*м²]; ∆n_i – принятый интервал изменения частоты вращения для i-го участка [об/мин]; M_динi – среднее значение динамического момента в пределах i-го участка [Н*м]

ω, рад/с

ω _н=0,732

t, c

0 t₁ t₂ t₃

t_разг t_пс t_торм

t_ц

Рисунок 10 - График зависимости ω=f(t).

В соответствии с рисунком 10:

Для участка разгона (0-t₁):

t_разг=Jn_разг / 9.55М_дин =0,94 с.

Для участка торможения (t₂-t₃):

t_торм=t_разг=0.94 c.

Для участка движения с постоянной скоростью (t₁-t₂):

Время обработки поддона

t_ц=8 c

Таким образом: t_пс=t_ц- t_разг-t_торм =8-0,94-0,94=6,12 с

Ориентировочное определение момента исполнительного двигателя

Рассчитываем требуемый номинальный момент вращения

М_тр.ном=J_нE_н/η

где η_нк –КПД подшипника качения η_нк =0,9

М_тр.ном=0,732/0,94=0,8 рад/с

i=21,4

М_тр.ном=M_ср/i_редη=0,5/(21,4*0,9)=0,025 Н*м

Выбираем шаговые двигатели по значению М_ном= 0,025 Н*м

Серия ДШ

1. ДШ-0,25(А)

М_ном=0,025; I_ном=3,5 А; f_n.ном=130 шаг/с; f_n.max=160 шаг/с; J_н=0,6 кг∙м²; М_ном=0,13 Н*м;

2. ШД-300-300

U=24 В; М_ном=0,028; ; ά=3^o I_ном=1,3 А; f_n.ном=300 шаг/с; f_n.max=340 шаг/с; J_н=0,65 кг∙м²; М_ст.max=0,08 Н*м;

3. ШД А-3А

U=14 В; М_ном=0,028 Н*м; I_ном=1,6 А; f_n.ном=32 шаг/с; J_н=0,7 кг∙м²

Среди представленных двигателей проверочный расчет проходит только двигатель ШД-300-300. Результаты расчета представлены далее

Проверка двигателя:

Проверка по моменту

М_тр=0,5/(21,4*0,9)+(0,6/21,4+0,65/21,4)*0,8=0,074 Н*м

λ_ном=2,9

λ=М_тр/М_{ноль дв}=0,074/0,028=2,6

λ<λ_н - условие выполняется

Определение основных параметров работы привода в режиме позиционирования

ε_р=((2*0,028)-0,5(21,4*0,9)/(0,6*21,4+0,6/21,4*0,9)=0,06 рад/с²

ε_m=((2*0,028)-0,5*0,9/21,4)/(0,6*21,4+0,6*0,9/21,4)=0,5 рад/с²

Проверка допустимого максимального ускорения

ε_m < ε_{max доп} =E_н=0,8 Двигатель ШД-300-300 удовлетворяет условию.

6.7. Тепловой расчет ЭП

М_э1=(0,5+0.60,06)/(21,40.9)+0.60,06/21,4=0,0216 Нм;

t₁=0,732/0,06=12,2 c;

_p=0,73212,2/2=4,4 рад;

М_э3=(0,5+0.60,5)/(21,40.9)+0.60,5/21,4=0,05 Нм;

t₃=0,732/1,5=1,4 c;

_т=0,7321,4/2=0,51 рад;

М_э2= М_ст/(i*η)=0,025 Нм;

_пс=-_p-_m

=0,738*8=5,856 рад

_пс=5,856-4,4-0,51=0,9 рад

t₂=0,9/0,732=1,2 c.

М_экв= Нм.

М_экв <М_{дв ном}.

Условие выполняется. Двигатель ШД-300-300 подходит

5. Расчет энергопотребления системы управления

Расчет электропотребления сведен в таблицу 5

Таблица 5 - Расчет энергопотребления

6. Организационно-экономический раздел Введение

Переход большинства проектных организаций, предприятий страны на работу в условиях самоокупаемости требует тщательного всестороннего обоснования принимаемых научно-технических и организационных решений. Расчет экономической эффективности новой техники, т.е. эффективности проектного решения, осуществляется с позиции потребителя новой техники, часть эффекта которого должна войти в цену техники. В связи с изложенным в проекте необходимо выяснить капитальные вложения в текущие издержки изготовителя новой техники, а так же капитальные вложения и эксплуатационные издержки потребителя новой техники.

Расчет экономической эффективности разработанной системы управления производился на примере ее использования в автоматизированном лазерном технологическом комплексе (АЛТК) для лазерной термообработки чугунных деталей форм комплектов для литья стеклопосуды.

В ходе исследований и произведенных испытаний предлагаемого процесса лазерного упрочнения кромок чугунных деталей форм, где впервые получены и подтверждены результаты, дающие возможность повысить эксплуатационные ресурсы форм не менее чем не 1,7-1,9 раз при весьма высокой производительности обработки. Стоимость же форм при этом за счет услуг по дополнительному лазерному упрочнению обработки кромок возрастает не более, чем на 25-30%.

Внедрение этой технологии позволит овладеть технологией высокого уровня, повысит производительность обработки, резко сократить количество брака, снизить расходы материалов, избавиться от монотонности труда. С помощью нее можно, при определенных условиях, создать конкурентоспособные изделия мирового уровня и качества.