2.1. Визначення необхідної потужності електродвигуна балансирного верстата-качалки

Навантажувальна діаграма балансирного верстата-качалки має вигляд

Тут — максимальний крутний момент на відомому валу редуктора при робочому ході верстата-качалки, кН·м;

— максимальний крутний момент при холостому ходу верстата-качалки, кН·м;

— середній крутний момент за період роботи, кН· м;

Т — період роботи верстата-качалки , c

, (2.1)

де n_к - задана кількість коливань верстата-качалки за хвилину;

- тривалість робочого та холостого ходу верстата-качалки.

Зміна навантаження у часі відбувається за синусоїдальним законом. Діаграма будується за вхідними заданими величинами (кН·м), (кН·м), (кН·м), і (с).

Потужність привідного двигуна для усталеного руху визначають за виразом

, кВт, (2.2)

де — кутова швидкість кривошипа, рад/с, вона розраховується через кількість коливань верстата-качалки, = n_к / 9,55;

— середній крутний момент, кН∙м;

К — заданий коефіцієнт запасу;

— ККД передачі від вала електродвигуна до вала кривошипа.

Після визначення необхідної потужності з додатка 6 обирають найближчий більший за потужністю двигун заданої швидкості обертання.

2.2. Перевірка електродвигуна за еквівалентним моментом

Для перевірки електродвигуна за еквівалентним моментом період руху верстата-качалки розбивається на 12 рівних відрізків часу

Потім на кожному відрізку часу з навантажувальної діаграми знаходимо середні крутні моменти (усього 12 моментів)

, (2.3)

і т.д. (2.4)

Визначаємо еквівалентний момент

, (2.5)

де — інтервали часу, с.

Оскільки обидві частини навантажувальної діаграми мають симетричну форму відносно осі ординат, а t₁= t₂= t₃=…= t_12, то рівняння (2.5) можна спростити

. (2.5')

Далі обчислюємо номінальний момент двигуна, що обрано

, (2.6)

де , — номінальні потужність та швидкість обертання електродвигуна.

Цей момент необхідно привести до вала редуктора

, (2.7)

де — ККД передачі від вала електродвигуна до вала кривошипа , величина береться із завдання;

— загальне передаточне число механізму верстата-качалки.

Тут — частота обертів вихідного вала редуктора (об/хв), .

Величина чисельно дорівнює кількості коливань верстата-качалки за хвилину.

Далі порівнюють величини і . Якщо , необхідно обирати більш потужний двигун.

3. Перевірка двигуна на перевантажувальну здатність та можливість запуску

Перевірку двигуна проводять за умови зниження напруги живлення на 10% за тією ж методикою, що і для електродвигуна бурового насоса.

Розраховують максимальний приведений момент електродвигуна

(2.8)

Порівнюють його з максимальним моментом на валу редуктора

. (2.9)

Далі визначають номінальний приведений пусковий момент

(2.10)

Під час пуску верстата-качалки двигун повинен розвинути момент, який забезпечує подолання статичного моменту опору, а також деякий надлишковий момент, необхідний для розгону системи до встановленої швидкості. Протікання пускового процесу залежить також від початкового положення кривошипа верстата і від того, як змінюється навантаження безпосередньо після початку пуску. Якщо вважати, що статичний момент опору верстата-качалки при його пуску рівний максимальному статичному моменту опору , то пуск може бути забезпечений, якщо виконується умова

. (2.11)

Якщо вказані умови не виконуються, обирають більш потужний двигун і перевірку повторюють.