4 Расчет и построение механической характеристики рабочей машины

Механическая характеристика рабочей машины М_С = f(ω) рассчитывается по формуле

М_С.ПР. = М_{С.НАЧ.ПР.} + (М_{С.МАКС.ПР.} - М_{С.НАЧ.ПР.})* , /2/

где М_{С.НАЧ.ПР.} – момент сопротивления в начальный момент времени приведенный к валу двигателя, Н*м;

М_С.ПР. – момент сопротивления при угловой скорости ω, приведенный к валу двигателя, Н*м;

М_{С.МАКС.ПР.} – максимальный момент сопротивления приведенный к валу двигателя, Н*м;

- текущее значение угловой скорости вала рабочей машины, с^-1;

_Н - номинальная угловая скорость рабочей машины, с^-1;

х – показатель степени, характеризующий изменение статического момента в зависимости от степени изменения угловой скорости (х = 0)

При S = 0,1

ω_{н =} ω_с*(1 – S_Н), с^-1

=314*(1-0,1)=282,6 с^-1

Н*м.

Результаты расчетов сведем в таблицу 3.

Таблица 3 – Данные для построения механической характеристики рабочей машины.

S	0	0,023	0,1	0,19	0,25	0,35	0,8	1
ω, с-1	314,00	306,78	282,60	254,34	235,50	204,10	62,80	0
МДВ, Н*м	28,18	28,18	28,18	28,18	28,18	28,18	28,18	28,18

5 Определение приведенного к валу двигателя момента инерции системы

J_ПР = J_ДВ + J_ПЕР + , кг*м²

где J_ДВ – момент инерции ротора двигателя, кг*м²;

J_ПЕР – момент инерции передачи, кг*м²;

J_Р.М. – момент инерции рабочей машины, кг*м²;

i – передаточное отношение

из исходных данных сказано, что J_ПЕР + = 15J_ДВ, кг*м²

J_ПР = J_ДВ + 15J_ДВ, кг*м²

J_ПР = 0,04 + 15*0,04 = 0,64 кг*м²

6 Расчет времени разгона и торможения

Для определения времени пуска и торможения нужно построить характеристику динамического момента М_ДИН = f(ω).

Механическая характеристика рабочей машины М_СОПР = f(ω) строится совместно с механической характеристикой электродвигателя М_ДВ = f(ω).

Затем в каждой точке определим значение избыточного момента по формуле:

М_ИЗБ = М_ДВ – М_С,Н*м /2/

Затем строим избыточный момент для определения времени пуска и торможения.

При S=0,1

М_ИЗБ = 92,9 – 28,18 = 64,72 Н*м

Все расчеты сведем в таблицу 4.

Таблица 4 – Данные для построения динамического момента.

S	0	0,023	0,1	0,19	0,25	0,35	0,8	1
ω, с-1	314	306,8	282,6	254,3	235,5	204,1	62,8	0
МДВ, Н*м	0	35,9	92,9	100,41	99	93,65	53,8	60,9
МС, Н*м	28,18	28,18	28,18	28,18	28,18	28,18	28,18	28,18
МДИН, Н*м	0	7,72	64,72	72,23	70,82	65,47	25,62	32,72

Определим время пуска и торможения графическим и аналитическим методами. Для этого разбиваем кривую М_ДИН = f(ω) на части, т.е. графически

интегрируемую кривую. Затем определим преращение времени на отдельных участках по формуле:

Δt_i = J_ПР*, /2/

где J_ПР - момент инерции системы, кг*м²;

Δ_i - приращение угловой скорости на i-ом участке, с^-1;

М_i – среднее значение момента на i-ом участке,с^-1;

На первом участке:

Δω_i = ω_КОН1 – ω_НАЧ1, с^-1

Δω₁ = 31,4 - 0 = 31,4 с^-1

Δt_1П = 0,64*с^-1

Δt_1Т = 0,64*с^-1

Данные расчетов сведем в таблицу 5.

Таблица 5 – Данные для для определения времени пуска и торможения.

№ участка	1	2	3	4	5	6
ωНАЧ, с-1	0	31,4	94,2	157	188,4	282,6
ωКОН, с-1	31,4	94,2	157	188,4	282,6	314
Δω, с-1	31,4	62,8	62,8	94,2	94,2	31,4
МДИН i, Н*м	30	28,18	40	57,5	66,5	45
ΔtП i, с-1	0,67	1,426	1,005	1,048	0,906	0,45

Время пуска определим как:

t_П = t_{П i}, с

t_П = 5,505с

Время торможения определим как:

t_Т = t_{Т i}, с

t_Т = 7,13с

При графическом методе необходимо определить масштаб времени. Для этого сначала определим масштаб момента инерции системы по формуле:

μ_J = кг*м²/см

Масштаб времени:

μ_t = μ_J*

где μ_t – масштаб времени, с/см;

μ_J – масштаб момента инерции, кг*м²/см;

μ_ω – масштаб угловой скорости, с^-1/см;

μ_М – масштаб момента, Н*м/см;

μ_t = 0,32*с/см

Время пуска:

t_П = с

Время торможения:

t_T = с