5.3 Вывод формул для исследования динамики грузоподъемного механизма

Существует три способа оценки суммарного приведенного махового момента вращающихся масс механизма, общая формула для определения которого, согласно выражению 5.5 и применительно к конструкции лабораторной установки, имеет вид:

, (5.8)

где , и − маховые моменты соответственно ротора, тормозного шкива и инерционного диска, Н∙м²; z − количество дисков, шт.

1) В период включения электродвигатель развивает среднепусковой момент M_ср._пуск, преодолевающий момент статического сопротивления

,

время неустановившегося движения будет при этом равно времени пуска t_п. Тогда суммарный приведенный маховый момент вращающихся масс механизма установки при этом составит

. (5.9)

2) После выключения электродвигателя без использования принудительного торможения тормозным устройством происходит постепенная остановка механизма при свободном выбеге в течении времени t_в >> t_п. Механизм останавливается под действием момента статического сопротивления = M_с1. Тогда суммарный приведенный маховый момент вращающихся масс механизма установки при этом составит

. (5.10)

2) После выключения электродвигателя с использованием принудительного торможения тормозным устройством происходит быстрая остановка механизма за время t_т << t_c. Причем в механизмах подъема t_т ≈ t_п. Механизм останавливается под действием тормозного момента = M_с2 ≈ M_ср._пуск >> M_с1. Тогда суммарный приведенный маховый момент вращающихся масс механизма установки при этом составит

. (5.11)

Во всех трех случаях суммарный маховый момент установки одинаков.

Электродвигатель установки двух скоростной, позволяет работать на частоте вращения 955 или 1440 об/мин.

При известных маховых моментах ротора электродвигателя и инерционных дисков из формул (5.8), (5.9), (5.10) и (5.11) определяется коэффициент, учитывающий инерцию масс отдельных деталей трансмиссии: вала, соединительных муфт, деталей передач и других деталей

,

, (5.12)

.

5.4 Порядок исследования динамики грузоподъемного механизма

1) Ознакомиться с основами теории оценки динамических нагрузок механизмов грузоподъемных машин (п.5.1), с конструкцией и технической характеристикой установки для исследования динамики механизма (п.5.2, рисунок 5.1), с выводом рабочих формул, необходимых для выполнения расчетов по экспериментальной оценки приведенного махового момента и коэффициента учета инерции масс деталей трансмиссии механизма (п.5.3).

2) Изобразить кинематическую схему установки (рисунок 5.1) с необходимыми пояснениями и дать ее краткую характеристику.

3) Описать проведение опыта и пояснить применяемые формулы. Установить на вал 3 (рисунок 5.1) один инерционный диск. Воспользовавшись показаниями динамометра и формулами (5.6), (5.7) произвести измерение моментов сопротивления при свободном выбеги и при торможении. Произвести пуск лабораторной установки с отключенным тормозом. После окончания разгона механизма (при достижении максимальной частоты вращения ротора электродвигателя) произойдет автоматическое отключение электродвигателя. При приближении к моменту автоматического отключения необходимо визуально (по показаниям приборов) зафиксировать максимальную частоту вращения ротора электродвигателя. В момент отключения электродвигателя сразу включить секундомер и зафиксировать время неустановившегося движения системы до полной остановки (выбег). Затем снять показания счетчика времени неустановившегося движения (пуск).

Произвести пуск лабораторной установки с включенным тормозом и повторить все измерения.

Далее следует повторить эксперименты с двумя и тремя дисками, так же при отключенном и включенном тормозе.

4) Заполнить таблицу замеров и вычислений (таблица 5.2) в следующем порядке:

− число инерционных дисков z, шт;

− моменты сопротивлению вращению вала механизма M_c1, M_c2 (Н∙м) по формулам (5.6) и (5.7);

− частота вращения вала электродвигателя n, об/мин;

− среднепусковой момент двигателя M_ср._пуск , Н∙м

− время неустановившегося движения (пуск) t_п, с;

− время неустановившегося движения (выбег) t_в, с;

− время неустановившегося движения (торможение) t_т, с;

− маховый момент ротора электродвигателя , Н∙м²;

− маховый момент тормозного шкива , Н∙м²;

− маховый момент нескольких инерционных дисков , из формулы (5.8), Н∙м²;

− вычислить суммарный приведенный маховый момент вращающихся масс механизма по формуле (5.9);

− вычислить суммарный приведенный маховый момент вращающихся масс механизма по формуле (5.10);

− вычислить суммарный приведенный маховый момент вращающихся масс механизма по формуле (5.11);

− определить коэффициент учета инерции масс деталей трансмиссии механизма δ по формулам (5.12).

№ п/п	Наименование	Обозначение и формула	Раз-мер-ность	Результаты измерений
1	Число инерционных дисков	z	шт.
2	Момент сопротивлению вращению вала механизма		Н∙м
3	Среднепусковой момент двигателя	Mср.пуск	Н∙м
4	Частота вращения вала электродвигателя	n	об/мин
5	Время неустановившегося движения механизма (пуск)	tп	c
6	Время неустановившегося движения механизма (выбег)	tв	c
7	Время неустановившегося движения механизма (торможение)	tт	c
8	Маховый момент ротора электродвигателя		Н∙м2
9	Маховый момент тормозного шкива,		Н∙м2
10	Маховый момент инерционных дисков		Н∙м2
11	Суммарный приведенный маховый момент вращающихся масс механизма		Н∙м2

Таблица 5.2 − Результаты замеров и вычислений

Продолжение таблицы 5.2

12	Суммарный приведенный маховый момент вращающихся масс механизма		Н∙м2
13	Суммарный приведенный маховый момент вращающихся масс механизма		Н∙м2
14	Коэффициент учета инерции масс деталей трансмиссии механизма

5) В заключении указать, как изменяются моменты инерции, маховые моменты вращающихся масс механизма, время разгона и замедления механизма по величине и соотношению. Чему равен коэффициент учета инерции масс деталей трансмиссии для опытной установки? Установить возможные взаимозависимости исследуемых характеристик установки и выполнить их графическое построение.