6.1 Потребная мощность двигателя
Вычисляем потребную мощность двигателя. Рис. 6. 1.
Рисунок 6. 1
Из каталога выбираем необходимы двигатель: необходимо, чтобы номинальная (паспортная) мощность была не меньше потребляемой мощности.
Таким образом выбрали двигатель – 2ПН112L. Все характеристики представлены на фотографии 6. 2.
Рисунок 6. 2
Номинальный момент на двигателе.
Для этого воспользуемся формулой:
Рисунок 6. 3
На данном этапе делаем проверку (Рис. 6. 4):
Рисунок 6. 4
Проверка пройдена, значит выбранный двигатель удовлетворяет всем параметрам.
Момент инерции передаточного механизма (Рис. 6. 5):
Рисунок 6. 5
6.2 Определение параметров двигателя.
Число оборотов в минуту на холостом ходу
Рисунок 6. 6
Электромагнитная постоянная времени
Рисунок 6. 7
Крутизна статической характеристики двигателя
Определяем передаточное число редуктора:
Рисунок 6. 8
6. 3 Статическая характеристика электродвигателя
Исходя из данных, которые были получены, можно создать график статической характеристики. Рис. 6. 9:
Рисунок 6. 9
7. Внутренняя виброактивность
7.1 Задачи динамического анализа машины
Задачей динамического
исследования машины является определение
закона движения входного звена
исполнительного механизма
с учетом динамических свойств приводного
двигателя, движущего момента
и динамической нагрузки в приводе
,
а также оценка неравномерности вращения
входного звена и проверка перекладки
зазоров в приводе, улучшение динамических
показателей качества машины.
Машинный агрегат состоит из двигателя, передаточного и исполнительного механизмов. Динамический расчет машинного агрегата связано с определением и исследованием стационарного решения системы дифференциальных уравнений
(1)
(2)
Уравнение (1)
представляет собой уравнение механической
системы агрегата, рассматриваемой как
механизм с жесткими звеньями, обладающими
одной степенью свободы (подвижности).
В этом уравнении
- обобщенная координата, в качестве
которой выбран угол поворота входного
звена исполнительного механизма;
-
приведенный момент инерции механической
системы;
-
приведенный момент сил сопротивления.
Уравнение (2) является приведенной
динамической характеристикой двигателя.
Здесь
- постоянная времени двигателя;
- приведенная статическая характеристика
двигателя, разрешенная относительно
момента.
Первым этапом динамического исследования машинного агрегата является определение коэффициентов, входящих в систему дифференциальных уравнений.
7.2 Построение динамической и математической модели машины
Рисунок 7. 1 Динамическая модель машинного агрегата
Определим коэффициенты, входящие в систему дифференциальных уравнений.
Приведённый момент инерции определяется как коэффициент при половине квадрата обобщённой скорости в выражении кинетической энергии механической системы
=
+
+
+
+
+
откуда
где
-
момент инерции ротора двигателя;
-
передаточное число редуктора;
-
приведенный момент инерции редуктора
(примем
);
-
моменты инерции противовесов и т.д.
Для нашего механизма получим (Рис. 7.2):
Рисунок 7. 2
Приведённый момент инерции с учётом противовесов, ротора, двигателя и момента инерции ПМ (Рис. 7.3):
Рисунок 7. 3
Полученная функция
с целью упрощения динамических расчетов
раскладывается в ряд Фурье с точностью
до пяти гармоник (
:
где
;
.
Тогда получаем (Рис. 7. 4):
Рисунок 7. 4
Коэффициент при косинусе в разложении приведённого момента инерции (Рис. 7.5):
Рисунок 7. 5
Коэффициент при синусе в разложении приведённого момента инерции (Рис. 7. 6):
Рисунок 7. 6
Таким образом, получаем выражение разложения приведённого момента инерции в ряд Фурье (Рис. 7. 7):
Рисунок 7. 7
где Jpr_1 – переменная часть приведённого момента инерции, найденного через кинетическую энергию;
Jpr`_1 – разложение в ряд Фурье;
На основании имеющихся данных, можем построить график сравнения Jpr_1 и Jpr`_1 (Рис. 7. 8):
Рисунок 7. 8