Учебное пособие 800587
.pdfРис.6.3. Пример графика iопт от (Mс/Mн)
При малом числе включений в час передаточное число можно определить по упрощѐнной формуле. Если рабочий орган ЭП совершает поступательное движение (тележка мостового крана), то передаточное число определяется следующим образом
iр= |
н dк |
, |
(6.17) |
2 v |
|||
|
2 |
|
|
где dк – диаметр ходового колеса, м.
н - номинальная скорость двигателя, с-1;
2 nном
н60
v2 – скорость перемещения тележки, м/с. Принимают стандартное передаточное число
редуктора iр (см. табл. 6.1)
Таблица 6.1
Сравнивают фактическую скорость исполнительного органа рабочей машины, например тележки мостового крана, с расчѐтной при выбранном передаточном числе
vф= |
|
н |
dк |
, м с |
(6.18) |
|
|
|
|
||||
|
|
2 iр |
|
|||
Отклонение фактической скорости от заданной |
||||||
величины составляет |
|
|
|
|
|
|
v |
|
v2 |
vф |
100% |
(6.19) |
|
|
|
|
||||
|
|
|
v2 |
|
||
Отклонение скорости |
допустимо |
(5 – 10) % от |
||||
заданного значения скорости. |
|
|
|
|
ПРИМЕРЫ
Рассчитаем передаточное число механической части электропривода (МЧЭП) главного движения в соответствии с кинематической схемой (рис. 6.4).
Передаточное число редуктора определим по формуле
i |
|
Z 4 |
|
Z 2 |
; |
( 6.20 ) |
p |
Z3 |
|
Z1 |
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
где Z1 , Z 2 , Z3 , Z 4 количество зубьев шестерней редуктора,
то есть первой, второй, третьей и четвѐртой шестерни соответственно.
Рис. 6.4. Кинематическая схема привода главного движения станка
Рассчитываем передаточное отношение для ремѐнной передачи по формуле
i рп |
Dшкив2 |
, |
( 6.21 ) |
|
Dшкив1 |
||||
|
|
|
где Dшкив1 , Dшкив 2 диаметры ведущего и ведомого шкивов
соответственно, мм.
Тогда передаточное отношение всего механизма равно
iмех |
iст iрп |
( 6.22 ) |
Приведение параметров кинематической схемы к валу ЭД
Выполним расчѐт моментов инерции масс, входящих в механическую систему.
Момент инерции ротора двигателя берѐм из паспортных данных двигателя Jдв , кг м2.
Приведѐнный момент инерции редуктора
J ред.пр. (0.1 0.3) Jдв , |
( 6.23 ) |
Момент инерции детали рассчитываем как момент инерции цилиндра (необработанной заготовки) по формуле
/7/:
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
1 |
|
|
h |
D4 ; |
|
|
( 6.24 ) |
|||||||
|
|
|
|
|
дет |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
32 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
h |
высота цилиндра, м; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
D |
|
|
диаметр цилиндра, м; |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
плотность материала, кг/м3 ( |
7800 кг/м3); |
|||||||||||||||||||
|
Аналогично рассчитаем моменты инерции ведущего |
||||||||||||||||||||||
и ведомого шкивов соответственно, получим: |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
J |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
h |
|
|
(D |
|
|
)4 , (кг м2); |
( 6.25 ) |
|||||
|
|
шкив1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
32 |
|
|
|
|
|
|
шкив1 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
J |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
h |
|
(D |
|
)4 |
(кг м2); |
( 6.26 ) |
||||||
|
|
шкив2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
32 |
|
|
|
|
|
|
шкив2 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Жѐсткость связи между редуктором и шпинделем CВ |
(Н м). |
||||||||||||||||||||||
|
Приведѐм |
|
|
|
|
|
параметры |
|
|
механической |
части |
||||||||||||
электропривода к валу двигателя по формулам /7/: |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CB.пр. |
|
CB |
|
(Н м); |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i 2 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Jдет.пр. |
|
Jдет |
(кг м2); |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i2 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Jшкив 2.пр. |
|
Jшкив 2 |
|
(кг м2); |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
i2 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Jшкив1.пр. Jшкив1 (кг м2).
Расчѐт ремѐнной передачи
Расчѐт ремѐнной передачи начнѐм с модуля упругости,
E 150106 (Па) /8/.
Выберем тип сечения ремня Б (рис. 6.5) , для которого в пределах длин 630 6300 мм, имеем:
а) высота сечения ремня h 10.5 мм;
б) расчетная ширина сечения ремня ap 14 мм,
следовательно, площадь поперечного сечения ремня будет рассчитана по формуле /8/
S |
p |
h a |
p |
10.5 14 147 |
(мм2). |
( 6.27) |
|
|
|
|
|
Рис. 6.5. Площадь поперечного сечения ремня
Приведѐнную |
жѐсткость |
ремѐнной |
передачи |
||
рассчитаем по формуле/8/ |
|
|
|
||
Cп |
Rшкив2 1 E |
S p |
, |
( 6.28) |
|
L |
|||||
|
|
|
|
где S p площадь поперечного сечения ремня, мм²;
L - длина одной стороны свободного участка ремня;
Е- модуль упругости ремней, для трѐх строп (150
15). 106 Н/м2;
Rшкив1 радиус ведущего шкива.
|
175 10 3 |
2 |
|
147 10 |
6 |
|
|
||
Cп |
150 10 |
6 |
168.820 |
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
(Н м). |
|||
2 |
|
1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Высота цилиндра шкива рассчитывается, исходя из формы шкива для трехременной передачи (рис.6.6).
Рис. 6.6 - Сечение ведущего (ведомого) шкива
hшкив 6 a p 6 14 84 (мм).
Тележка мостового крана
Для кинематической схемы тележки мостового крана (рис. 2.3) имеем:
- момент инерции механизма
Jм=Jтел+2Jк, |
(6.29) |
где Jтел - момент инерции тележки с грузом; Jк – момент инерции колеса тележки.
Jтел=mмех Rк 2 , |
(6.30) |
где mмех=mгр+mтел – масса механизма, кг;
Rк – радиус колеса, м.
|
Jк= |
mк Rк |
2 |
, |
|
|
|
(6.31) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
где mк – масса ходового колеса, кг. |
|
|
|
|
||||
|
|
mк= |
|
R 2 |
b |
|
, |
(6.32) |
|
|
|
|
к |
к |
|
|
|
где |
7.8 103 - плотность стали, кг |
|
м3 , |
|
||||
|
bк - ширина колеса, м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Приведение параметров к валу ЭД |
|
||||||
|
Суммарный момент инерции, приведѐнный к валу |
|||||||
двигателя, будет определяться |
моментом |
инерции |
тележки; моментом инерции ходовых колѐс; моментом
инерции тормозного шкива и |
передачи редуктора, а |
|||
также моментом инерции ротора двигателя. |
|
|||
Момент инерции тележки, приведѐнный |
к валу |
|||
ЭД, |
|
|
|
|
J т.прив mмех |
j 2 , |
(6.33) |
||
где j - радиус приведения, м. |
|
|
||
|
Rк |
|
|
(6.34) |
j |
iр |
|
||
|
|
|
Масса механизма, кг
mмех=mтел+mгр
Момент инерции колеса тележки, приведѐнный к валу ЭД,
Jк.прив=Jк/iр2 |
(6.35) |
Суммарный приведѐнный момент инерции тормозного шкива и передачи редуктора
Jпер.прив (0,1 0.2) J р |
(6.36) |
Получаем разветвленную расчетную схему трехмассовой механической части ЭП
Рис. 6.7
JПр1 JПр1 |
J |
|
Jт.прив |
к.прив |
2 |
||
|
|
|
Приведем трехмассовую систему к двухмассовой
J1сум = Jд + Jпр.пер ,
J2сум = Jпр1 + Jпр2 .
Эквивалентная жесткость упругой деформации равна
Сэкв = 2 Спр,
Механизм подъема
Определим момент инерции барабана. В качестве барабана будем использовать сплошной стальной цилиндр
Определим массу барабана:
|
|
d |
|
2 |
|
|
|
m |
|
бар |
|
lбар |
; |
(6.37) |
|
|
|
|
|
||||
бар |
4 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Радиус приведения барабана
|
Rбар |
2 |
|
|
|
|
; |
(6.38) |
|
бар |
2 |
|
||
|
|
|
||
|
|
|
|
Момент инерции барабана
Jбар mбар бар |
2 ; |
(6.39) |
Приведение моментов инерции к валу двигателя
Момент инерции груза
Приведение многомассовой системы (рис. 6.8) к двухмассовой системе:
J21 |
J |
|
|
|
|
c2пр |
|
|
; |
(6.43) |
|
2 |
|
c2пр |
c3пр |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
J23 |
J |
|
|
|
c3пр |
|
|
; |
(6.44) |
||
2 |
|
|
c |
c |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
2пр |
3пр |
|
|
||
сэкв 23 |
|
|
с2пр |
с3пр |
; |
|
(6.45) |
||||
|
|
с2пр |
с3пр |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
На рис. 6.9 |
представлена двухмассовая |
расчетная |
схема.
Рис.6.9
На рис. 6.9 приведены обозначения:
J1 = J1+J21=1.2 Jдр +J21; J2 = J3+J23=Jгр1пр +J23;
с12=сэкв23
Обобщим полученные данные и на рис. 6.10 изобразим двухмассовую расчетную схему.