2. Оформление контрольных работ

Контрольная работа должна состоять из расчетно-пояснительной записки объемом примерно 10 - 15 страниц, оформление которой должно соответствовать требованиям ГОСТ и ЕСКД. На первом листе чертежей показывается ме­ханизм в целом, элементы и детали, на втором – диаграмма скорости и момента. Пояснительную записку и чертежи рекомендуется выполнять на компьютере в редакторе Word 97-2003 или Word 2010.

Пояснительная записка состоит из титульного листа, оглавления, основной части, списка используемой литературы и приложений.

На титульном листе вверху указывается полное наименование вуза, факультета, кафедры. В центре указывается «Контрольная работа» по дисциплине «Электрооборудование подъемно-транспортных, строительных, дорожных средств и оборудования. Справа указывается «Выполнил студент IV курса (Ф.И.О., шифр). Слева указывается «Проверил (Должность, Ф.И.О.). Внизу – год.

2. Методические указания по выполнению контрольной работы

Электропривод нашел широкое применение на электро­балластерах, щебнеочистительных машинах, путеукладчиках, снегоуборочных машинах и других типах путевых машин. Для по­ступательного перемещения рабочих органов широко использу­ется сочетание электродвигателя, червячного редуктора и винто­вой пары, гайкой которой является червячное колесо редуктора.

При проектировании привода и определении его параметров необходимо в первую очередь рассчитать усилие, действующее на винт электровинтового привода, шток цилиндра и т. п., кото­рое связано передаточными элементами с усилием, действую­щим на рабочий орган.

Наиболее удобны для использования в путевых машинах электродвигатели постоянного тока, так как они позволяют регулировать скорость в широких пределах. Из электродвига­телей переменного тока чаще всего используют асинхронные с короткозамкнутым ротором.

Электродвигатели путевых машин в основном работают в легком и среднем режиме.

Легкий режим (Л) характеризуется большими перерывами в работе (ПВ=15%), редкой работой с номинальной нагрузкой, низкими скоростями, небольшим числом включений в час (до 60 вкл/ч). В этом режиме работают механизмы подъема, сдвига и перекоса пути, механизмы дозаторов электробалластеров, механизмы передвижения козловых кранов и др.

Средний режим (С) характеризуется средними нагрузками и скоростями, средним числом включений в час (до 120 вкл/ч), средним значением относительной продолжительности вклю­чения (ПВ=30%). На таком режиме работают грузоподъемные и тяговые лебедки путеукладчиков и др.

Особо надо отметить работу механизмов привода щебнеочистительных машин, которые работают в весьма тяжелом ре­жиме (ВТ), характеризуемом номинальными нагрузками, весь­ма высокими скоростями, высокой относительной продолжи­тельностью включения (ПВ=40%).

По номинальной мощности и исходя из конкретных усло­вий работы электродвигатель подбирается по каталогу-спра­вочнику или ГОСТ, указывается его марка, мощность, число оборотов вала, ПВ в %.

К механической системе, совершающей вращательное движение относительно фиксированной оси вращения, прикладываются два момента: момент , развиваемый двигателем, и момент сопротивления движению . Если момент, развиваемый электродвигателем, равен моменту сопротивления, т.е. , то механическая система будет совершать движение с установившейся скоростью ( или находиться в состоянии покоя ( . Это соответствует первому закону Ньютона - закону инерции.

Момент сопротивления движению называется статическим моментом, так как характеризует установившийся режим движения работы электропривода.

Момент двигателя и статический момент зависят от скорости.

Если рабочий орган машины непосредственно связан с валом электродвигателя, то при анализе движения такой электромеханической системы можно пользоваться уравнением

(1)

Где: - момент инерции всех масс, связанных с электродвигателем.

Это уравнение отражает второй закон Ньютона и называется уравнением движения электропривода.

Такая кинематическая схема характерна для привода вентилятора, насоса и т.п.

Если рабочий орган машины (РО) соединен с валом электродвигателя (М) через редуктор с передаточным числом , то необходимо использовать принцип приведения моментов, который заключается в сохранении равенства мощностей. Приведение моментов инерции проводится на основе принципа сохранения кинетической энергии. При этом необходимо решить задачу приведения всех моментов сопротивления и моментов инерции отдельных звеньев к одному валу, обычно к валу электродвигателя.

(2)

Где: – момент сопротивления движению (далее статический момент); – скорость рабочего органа; – момент сопротивления, приведенный к валу электродвигателя; – скорость вала двигателя.

В некоторых кинематических схемах рабочих машин есть звенья с поступательным движением. Такой случай характерен для работы грузоподъемной лебедки (рис.1).

Рис.1. Кинематическая схема грузоподъемной лебедки: – двигатель, Ред – редуктор, ЗК1, ЗК2 – зубчатые колеса редуктора, – масса груза

Статический момент создается силой тяжести груза на крюке лебедки

(3)

Где: – масса груза; – ускорение свободного падения.

Этот момент прикладывается к барабану лебедки и равен

(4)

Где: - радиус барабана

Для приведения статического момента к валу двигателя

(5)

Однако приведенный статический момент для режимов подъема и опускания груза будет различным. При спуске груза КПД передачи следует вводить в числитель формулы (5)

(6)

Для нахождения суммарного момента инерции механической системы воспользуемся принципом равенства кинетических энергий для приведения поступательно движущейся массы

(7)

Где: – момент инерции массы , линейно движущейся со скоростью , приведенный к вращательному движению со скоростью вала двигателя .

Так как

(8)

то

(9)

Где: – скорость барабана

Суммарный приведенный к валу момент инерции рассматриваемой системы

(10)

Где: , , , – моменты инерции соответственно ротора, барабан, зубчатых колес ЗК1 и ЗК2.