1. Проведение обзора литературы по современным электроприводам заданного механизма и анализ задания.

На рис.1. изображена кинематическая схема механизма загрузочного устройства, включающая двигатель постоянного тока (главная часть любого электропривода, обеспечивающая преобразование электрической энергии в механическую), редуктор (для согласования движений вала электродвигателя и исполнительного органа, т.е. изменения параметров механической энергии вала двигателя) и рабочий орган, совершаемый требуемое механическое движение. Редуктор в свою очередь состоит из зубчатых передач и барабана, вращение которого заставляет двигаться исполнительный орган. Вал двигателя, редуктор и рабочий орган образуют механическую часть электропривода.

Данный привод используется в механизме загрузочного устройства. Сам механизм может применяться для загрузки металлоплавильных печей. Исполнительный орган привода обеспечивает не только загрузку печи, он может служить и в качестве крышки печи, которая уменьшает потери тепла и защищает окружающее оборудование от перегрева. Большинство печей в момент слива металла наклоняются на бок, поэтому крышку нужно будет приподнять над печью.

Для плавки чугуна широко используются индукционные печи. В индукционных печах открытого типа магнитный поток замыкается по воздуху. Печи открытой конструкции обычно бывают малой мощности и не используются для плавки чугуна, а иногда, используются для плавки высококачественной стали и цветных металлов. Индукционные печи закрытого типа имеют больший КПД и большую мощность.

Для выплавки стали, из металлического лома, могут применяться дуговые сталеплавильные печи. Но этот процесс весьма энергоемок: на 1 тонну стали расходуется 500-1000 кВтч электроэнергии. Современные дуговые печи большой и средней мощности оснащены верхней загрузкой. При сливе такие печи наклоняются на бок с помощью гидропривода.

Кроме загрузки печей данный электропривод может использоваться для подъема и отпускания различных грузов.

Для управления приводом загрузочного устройства необходимо знать график нагрузки на валу двигателя (определяет режим работы), организовать пуск, реверс и торможение двигателя при заданных переходных параметрах, организовать защиту двигателя и аппаратуры управления от перегрузок. Кроме того, при проектировании привода нужно произвести проверку двигателя на допустимый нагрев. Превышение допустимой температуры ведет к преждевременному разрушению изоляции обмоток и сокращению срока службы электрического двигателя. Сущность проверки двигателя по нагреву состоит в сопоставления допустимой для него температуры с той, которую он имеет при работе.

2. Расчет и построение графика статической нагрузки на исполнительном органе электропривода в соответствии с заданием.

При подъеме груза двигатель не только совершает работу по подъему груза, но и по преодолению сил трения в редукторе. В этом случае приведение момента на валу двигателя к силе на рабочем органе можно осуществить так:

Таким образом, при подъеме груза усилие на рабочем органе электропривода можно получить, если момент двигателя М умножить на коэффициент приведения момента, равный:

При отпускании груза работу по преодолению сил трения совершает груз уже за счет части своей потенциальной энергии. Тогда перерасчет момента двигателя в силу на рабочем органе можно осуществить следующим образом: