Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебники 80278

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
01.05.2022
Размер:
2.38 Mб
Скачать

 

N 2t

N

2t

2

... N 2t

i

 

 

N э

1 1

2

i

,

(141)

 

 

tц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N э

Nн .

 

 

 

 

 

(142)

25.3. Повторно-кратковременная нагрузка

В этом режиме работают двигатели вспомогательных механизмов в конструкциях кузнечно-прессовых машин. График может включать участки работы с расчетными угловыми скоростями, паузы, участок пуска и торможения.

Вначале определяют предварительно примерно мощность двигателя по максимальной рабочей нагрузке:

N пр

Ni max

,

(143)

0,85

к

 

 

 

где к = 2 (предварительно).

Далее используют метод средних потер, учитывая потери при пуске и торможении:

где

1

 

 

 

 

N э

Ап

N1t1

N 2t2 ...

АТ

,

(144)

 

 

 

 

1tп

t1

t2 ... 1t Т

0t0

 

 

 

 

 

 

 

Aп , АТ

- потери при пуске и торможении;

 

 

 

0 - коэффициент ухудшения охлаждения приостановке

 

 

 

двигателя

0,3

0,5 с обдувом, 0

0,9

0,98

 

 

 

у закрытых;

 

 

 

 

 

 

1

0

 

- ухудшение охлаждения при разгоне и торможении.

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Потери при пуске и торможении:

 

Y

2

 

r1

 

 

 

 

 

 

 

А

0

1

M

 

0

t

 

.

(145)

 

 

 

 

 

 

п

 

2

 

r

 

c

2

 

п

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

81

По коэффициенту инерции Fi из каталога или паспортных данных определяют приведенный момент инерции привода:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

FiYр ,

 

 

 

 

 

 

 

(146)

где Yр - момент инерции вала двигателя;

 

 

 

 

 

 

 

 

r1, r2 - сопротивление обмотки статора и ротора;

 

 

0

 

 

n0

- синхронная угловой скорости;

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n0 - синхронная частота вращения;

 

 

 

 

 

 

 

 

tп

 

 

 

 

 

Y

 

0

 

 

- время пуска (сек.);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M пср

 

 

М сТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М п

 

 

М н

п ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М п

 

 

 

 

М мах

М п

 

- средний пусковой момент;

 

ср

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М мах

 

 

 

к М н ,

к - кратность критического момента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по каталогу;

 

 

 

 

 

 

 

 

М н

 

 

9550Nн

- номинальный момент;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мст - момент сопротивления сил трения;

 

 

 

 

 

М ст

 

 

Ni min

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Потери при торможении:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

r1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

3

 

Y 0

 

1

 

M

 

 

0

t

 

.

(147)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

2

 

 

r

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее пользуясь данными

f

Р

из каталога строим

 

Рн

 

 

 

график этой зависимости.

 

 

 

82

Ni

Ni

Ni ,

(148)

 

i

Nн

Nн

Nн ,

(149)

н

 

 

 

N н

N э .

(150)

25.4. Повторно-кратковременный с частыми пусками Двигатель выбирают с учетом продолжительности включения

t р

, которая в процентном отношении указывается в ката-

t р t0

 

логах, для различных номинальных мощностей (рис. 62).

Рис. 62. Повторно-кратковременный режим с частыми пусками Исходя из принципа равенства средних потерь:

 

 

N р

Nн н ,

 

 

 

(151)

N

пост

mY 2r

N

пост

mY 2r

н

,

(152)

 

р

 

н

 

 

где Yр - ток ротора;

83

r - сопротивление ротора; m - число фаз.

Пренебрегая, постоянными потерями получим:

Yр

 

н

 

 

 

N р

,

(153)

Yн

 

 

 

 

Nн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N н

N р

 

 

 

р

.

 

(154)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

Мощность, расходуемая на преодоление сил трения при перемещении вспомогательного механизма (вКШП) со скоростью v:

Nтр Fтр v G v .

(155)

где G - вес;

- коэффициент трения.

Мощность на валу:

N

N тр

,

(156)

 

где

где

1

0,1 0,2 - КПД передачи.

Номинальный момент двигателя:

М н

N

,

(157)

 

 

н

 

Момент сил сопротивления в начале пуска:

М с н

N

0 ,

(158)

 

н

0 - трение покоя, 0 .

84

Момент, развиваемый двигателем в начале движения:

М п 0,85 п М н .

(159)

Если М п М сн , то привод выбран правильно.

26. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РАБОТЕ С МАХОВИКОМ

Обозначим угол поворота вала при выполнении штамповки

(операции) - 0. Обычно

0 = 5

30 .

 

 

 

 

 

 

М с

М дв Y

 

w

,

(160)

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

где Y 90 % момента энерции маховика.

 

 

 

Из-за малости

0

характером изменения нагрузки в пределах

2

 

 

 

 

 

 

 

рабочей операции пренебрегаем, считая ее постоянной (рис. 63) и график упрощаем спрямленными линиями.

Рис. 63. Фактический и упрощенный графики изменения момента на валу электродвигателя кривошипного пресса

М оп

Аоп

,

(161)

 

 

оп

 

где Аоп - работа, необходимая для осуществления операции.

85

М хх

 

Ахх

,

 

(162)

 

 

 

 

 

 

 

хх

 

 

М ср 2

М а

оп М хх хх ,

(163)

М ср

М оп оп

 

М хх хх

,

(164)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

М н

кМ ср ,

 

(165)

где к 1,2 1,5 .

Энергия, отдаваемая маховиком:

 

 

 

Yм

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А0

мах Yм

min

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

, (166)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Yм

 

мах

 

min

мах

 

min

 

ср Yм

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ср

 

ср

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мах

min

 

,

(167)

 

 

 

 

 

 

 

ср

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

min

 

- неравнометность вращения маховика.

 

 

ср

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

 

 

Аоп

.

 

 

(168)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

 

 

ср2 S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При ориентировочных

 

расчетах

 

обычно

принимают

ср м.н - расчетная номинальная скорость маховика, которой

соответствует номинальная скорость двигателя.

Величину S следует выбирать такой, чтобы наибольшее значение скольжения электродвигателя не превышало Sкр.

86

27. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА С МАХОВИКОМ

Во время рабочей операции полезная работа производится как двигателем, так и маховиком:

 

2

 

 

2

2

2

 

А

М

с

d

М d

Y

мах

min

. (169)

 

 

оп

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

В идеальном случае

 

оп

0 , М хх

0 (рис. 64), то есть пи-

ковая нагрузка действует мгновенно один раз в течение цикла.

Рис. 64. Упрощенный график работы пресса

 

2

 

 

 

 

 

 

М d

0 ,

 

 

(170)

 

1

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

А

Y

мах

min

 

,

(171)

 

 

 

оп

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мах

0 1

Smin

,

(172)

min

0 1

Sмах

,

 

(173)

где S 0 н - скольжение.

0

87

А

1

Y

2

S

 

S

 

2 S

 

S

 

. (174)

 

0

мах

min

min

мах

оп

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При работе пресса должна быть заданная производительность, то есть определенная продолжительность цикла при непрерывной работе на автоматических ходах. При идеальной пиковой нагрузке

время цикла равно времени разгона от

 

min до

мах.

 

 

 

 

 

 

 

tц

 

 

мах Yd

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(175)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 1

 

 

S

,

 

 

 

 

 

 

 

 

(176)

 

 

 

d

 

 

 

 

 

0 d1S ,

 

 

 

 

 

 

(177)

 

tц

Y

 

Smin dS

 

 

 

Y

 

 

Smax dS

,

 

(178)

 

0

 

 

 

M

 

 

 

0

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sмах

 

 

 

 

 

 

 

Sмin

 

 

 

 

Для асинхронного двигателя характеристика будет:

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

2M к

 

 

,

 

 

 

 

 

 

(179)

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sк

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

0

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

Sмах

 

 

tц

 

 

 

 

 

Sмах

Smin

 

 

 

2Sк ln

 

 

.

(180)

 

4M к Sк

 

 

 

 

 

Smin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходя из условия нагрева, должно выполняться равенство, что выполнение работы на операцию за время цикла обеспечивает такой же нагрев, как если бы двигатель работал непрерывно при номинальной нагрузке.

88

tц

 

 

М 0 sdt

M н 0 sнtц ,

(181)

0

 

 

tц

 

 

Мsdt

M н sнtц .

(182)

0

 

 

Интегральное выражение можно представить с учетом, что

dt

Yd

, d

0 dS .

 

M

 

 

 

tц

 

Yd

Smax

 

 

МS

Y 0 SdS ,

(183)

 

M

0

 

Sмin

 

 

 

 

Y 0

2

2

 

 

Sмах

Smin

M н Sнtц .

2

 

 

 

В итоге имеем три уравнения:

А

 

1

Y

2

S

 

S

 

2 S

 

S

 

 

,

 

 

0

мах

min

min

мах

оп

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

0

 

 

2

 

2

 

2

Smax

 

tц

 

 

 

 

 

 

 

Sмах

 

Smin

2Sк ln

 

 

 

,

4М к Sк

 

 

 

Smin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

0

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Smax

Smin

M н Sнtц .

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(184)

(185)

(186)

(187)

Система уравнений решается, если заданы Аоп, tц, 0, Мн, Sн,

Мк, Sк.

89

 

Y

Aоп

.

(188)

 

 

 

max

j

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где - средняя угловая скорость маховика;

 

j

2КSн - коэффициент неравномерности хода;

 

к

1,2 1,5 - коэффициент запаса;

 

 

 

0,85 0,95- (больше с увеличением числа ходов).

В реальности характер изменения нагрузки при выполнении кинематического цикла пресса имеет двухпиковый характер (рис. 65).

 

Рис. 65. Реальный график работы пресса

 

 

 

 

Y

К

 

А0

,

 

(189)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

ф

j 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Ан

 

Ам

 

 

Кф

1

0

 

2

 

6р

3 р 2

 

- (190)

 

 

 

А0

 

 

 

 

360

 

 

 

 

 

А0

коэффициент нагрузочного графика при работе на одиночных ходах.

А

Y

2 - работа на включение муфты,

 

м

в.м

 

 

 

 

 

 

 

πn

,

(191)

 

 

360

 

 

 

 

где n - число ходов пресса на автоматических ходах.

90

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]