5.Методические указания к выполнению разделов курсовой работы

5.1.Построение нагрузочной диаграммы механизма и предварительный выбор мощности двигателя.

5.1.1.Общие сведения

Под нагрузочной диаграммой понимается зависимость от времени момента или мощности статической нагрузки на валу двигателя за цикл работы механизма. Нагрузочные диаграммы механизма являются исходным материалом для предварительного выбора двигателя.

Если задан путь L, проходимый механизмом на таком-то участке цикла с одним значением установившейся скорости то время t_УСТ установившегося движения определяется из равенства:

, (5.0)

где t_nn время ускорения или замедления (время переходного процесса), j - число таких процессов.

Пример тахограммы для механизма подъема приведен на рис. 5.1

На основании построенной тахограммы рассчитывают временные характеристики цикла: время цикла , продолжительность включения

, ( 5.0)

где - суммарное время включенного состояния двигателя (его работы), - суммарное время пауз, j - число включенных состояний двигателя (равное числу пауз).

Для оценки влияния динамических нагрузок нужно сравнить суммарное время переходных процессов c суммарным временем установившихся движений (k - число переходных процессов, m - число установившихся движений). Если , то влияние динамических нагрузок несущественно, и выбор двигателя можно производить по нагрузочной диаграмме механизма. Если соизмеримо с или , то динамические нагрузки существенно влияют на загрузку двигателя или даже определяют ее. В этом случае при выборе двигателя следует учитывать не только статическую но и динамическую.

5.1.2.Построение упрощенной нагрузочной диаграммы механизма.

В большинстве случаев можно строить и использовать для выбора двигателя упрощенную нагрузочную диаграмму механизма, пренебрегая временем и путем при переходных процессах по причине их относительной малости по сравнению с временем установившегося движения. При этом рассчитываются времена пауз и времена установившихся движений ( ), считая, что весь путь механизм проходит при установившейся скорости.

Упрощенную нагрузочную диаграмму механизма используют в следующих случаях:

1. ;

2. момент инерции механизма, приведенный к валу двигателя, существенно меньше, чем момент инерции ротора двигателя, но при относительно небольшой частоте включений ( ).

Для упрощенной диаграммы механизма получим меньшие значения Т_Ц и ПВ%, чем при учете переходных процессов, так как средняя скорость механизма возрастает, время работы уменьшается, а время пауз сохраняется.

Для каждого рабочего участка упрощенной нагрузочной диаграммы рассчитывают статический момент при заданной передаточном числе механизма и редукторе или мощность при незаданном передаточном числе, приведенные к валу двигателя для случая двигательного режима работы привода:

, (5.0)

Рис. 5.1 Тахограмма V(t) и нагрузочные диаграммы механизма M_С(t) и P_С(t)

, (5.0)

и для случая работы привода в генераторном режиме:

, (5.0)

, (5.0)

где М_С, Р_С - статические моменты и мощность на валу двигателя, М_СМЕХ, Р_СМЕХ - статические момент и мощность на выходном валу, - передаточное число редуктора и механизма от вала двигателя к выходному валу механизма,  - к.п.д. механизма и редуктора при данной текущей загрузке механизма. Статические нагрузки механизма рассчитываются по формулам приведенным в литературе (1, 3, 6). Так, для Р_СМЕХ и М_СМЕХ:

[кВт];

[Нм]

где передаточное число редуктора i при самостоятельно выбранном числе оборотов двигателя как . В том случае, когда цикл механизма не задан в деталях, а режим его работы характеризуется значением ПВ% и числом циклов в час или только значением ПВ%, строят условную нагрузочную диаграмму механизма, принимая цикл, при котором на первом участке со временем работы t_Р1 механизм работает с наибольшей нагрузкой, а на втором - со временем работы t_Р2 (после паузы t_П) - с наименьшей нагрузкой, после чего следует пауза t_П. Рассчитав время рабочих участков, можно найти суммарное время двух принимаемых равными пауз:

(5.0)

Если отсутствуют данные для расчета t_Р1 и t_Р2, то абсолютное значение их не рассчитывают, принимая лишь, что t_Р1=t_Р2. Соотношение между временем работы и временем паузы определяется заданным значением ПВ%. Пример такой условной нагрузочной диаграммы приведен на рис. 5.2

Условная нагрузочная диаграмма механизма.

M _C

P_C

t

t_P1 t_П t_P2 t_П

Рис. 5.2