3. Расчет нагрузочной диаграммы приводы

Нагрузочная диаграмма двигателя строится на основании уравнения движения электропривода

М = Мс + М_дин

где М - момент, развиваемый двигателем, Н∙ м

Мс - статический момент сопротивления, приведенный к

валу двигателя, Н ∙ м;

М_дин - динамический момент, приведенный к валу двигателя, Н ∙ м.

3.1. Расчет статических моментов

Статические моменты, приведенные к валу двигателя

а). При передвижении крана (тележки) с грузом

где i - передаточное отношение редуктора.

где ω_н - угловая скорость вращения выбранного двигателя, рад/с;

Vn - скорость передвижения крана (тележки), м/с;

Д_к - диаметр ходового колеса, м.

б).При передвижении крана (тележки) без груза

где η_о – коэффициент полезного действия механизма при дан­ной нагрузке. Определяется по кривым η₀ = f(К_з) приведенным на рис. 2.

3.2. Расчет динамических моментов

Для определения величины приведенного к валу двигателя динамического момента пользуются уравнением

где - ускорения или замедление якоря двигателя. род/с²

I_э - приведенный к валу двигателя эквивалентный момент инерции системы, кгм².

Для механизма передвижения крана (тележки) необходимо определить эквивалентный момент инерции системы при работе с грузом и без груза, т.е. I_эг и I_эо, а также учесть количество рабочих двигателей:

а). При передвижении с грузом

I_эг = К • Z(I_дв + I_ш + I_м )+ I_п.д.г, кгм².

где К = 1,15 - коэффициент, учитывающий приближенно момент инерции редуктора и других элементов, вращающихся со скоростью, отличающейся от скорости двигателя;

Z - количество рабочих двигателей (по кинематичес­кой схеме);

I_дв - момент инерции двигателя (по каталогу) ,кгм²;

I_ш - момент инерции тормозного шкива, кгм²;

I_м - момент инерции муфты и быстроходного вала редуктора, кгм².

В ряде случаёв I_ш и I_м определяют приближенно в долях от момента инерции двигателя

I_ш = 0,3 I_дв, кгм²; I_м = 0,15 I_дв, кгм².

I_п,д,г - момент инерции поступательно-движущихся элементов системы, приведенный к валу двигателя.

где V_п - скорость передвижения крана (тележки), м/с;

ω_н - угловая скорость вращения двигателя, рад/с.

б). При передвижении без груза

I_эо = K ∙ Z(I_дв + I_ш + I_м) + I_п.д.о., кгм²

где I_п.д.о - момент инерции поступательно-движущихся элементов системы без учета веса груза, приведенный к валу двигателя

в). Предельно-допустимое ускорение двигателя

где а_доп - максимально допустимое линейное ускорение меха­низма при разгоне и замедлении привода 0,3-0,6 м/с².

Величина ускорения может быть также определена, если задано время разгона (пуска)

где t’_p - время разгона, с.

При отсутствии в задании конкретных указаний в отношении продолжительности разгона, эта величина может быть принята на основании средних опытных кривых, приведенных на рис.3.

Величина замедления при торможении а_т обычно принимается равной а_р или в соответствии с заданием.

г). Динамический момент системы, при разгоне с грузом

д), Динамический момент системы при разгоне без груза