2.3 Выбор редуктора

Редуктор выбирается по полученному общему передаточному отношению, по крутящему моменту на тихоходном (выходном) валу, а также по характеру работы и виду нагрузки [1].

В проектируемой системе:

i = 12– передаточное отношение;

M_H= 8 Н·м – крутящий момент на тихоходном валу;

по характеру нагрузки – не продолжительная;

вид нагрузки – кручение.

В связи с налагаемыми требованиями выбирается редуктор со следующими параметрами:

вид редуктора – одноступенчатый цилиндрический;

типоразмер ЦП100;

i=12 – передаточное отношение;

M= 8 Н·м – крутящий момент на тихоходном валу.

П

(2.31)

ередаточная функция редуктора

(2.32)

,

.

2.4 Выбор датчика обратной связи

Для регулирования частоты вращения вала ДПТ с наименьшей ошибкой по управлению, необходимо наличие обратной связи от выходного вала редуктора по частоте вращения.

Для рационального выбора датчика обратной связи – датчика скорости, рассмотрим классификацию приведённую в приложении А2.

На основании классификации и изучения принципа действия различных видов датчиков частоты вращения для проектируемой системы был выбран электрический тахогенератор постоянного тока

Якорь тахогенератора (коллекторного генератора постоянного тока с независимым возбужде­нием) приводится во вращение от вала, частота которого подлежит измерению. Э.Д.С., индуцируемая генератором, про­порциональна скорости вращения якоря

Е

(2.33)

(t) = Сn(t) ,

(2.34)

,

где р - число пар полюсов;

ω - число активных проводников обмотки якоря;

Ф - магнитный поток в мкс;

z - число параллель­ных цепей обмотки якоря;

С - по­стоянная тахометра.

Переходя к частоте вращения выраженной через с^-1

(2.35)

П

(2.36)

ереходя к изображению по Лапласу

Е(s) = 2πСω(s)/60.

Откуда передаточная функция электрического тахогенератора постоянного тока по частоте вращения имеет вид

(2.37)

,

где - крутизна характеристики тахогенератора.

Достоинства прибора: линейность, широкий диапазон измерения, выходной сигнал имеет достаточный уровень, чтобы не использовать дополнительные средства усиления и фильтрации сигнала, что приводит к простоте проектируемой схемы ЛСУ и увеличению надёжности.

По вычисленным ранее частотам вращения выходного вала редуктора подбирается тахогенератор постоянного тока [3]:

- тип тахогенератора ПТ-22/1;

- максимальная частота вращения 1000 об/мин;

- ток якоря при номинальной частоте вращения n=500 об/мин I_я=0,1А;

- крутизна характеристики k_тг=0,283;

- масса 3,2 кг.

Следовательно, можно показать что при частоте вращения в нагрузке Ω_H=22 с^-1 на зажимах тахогенератора имеем E=6,3 B. Вычисленное возможное значения вырабатываемой ЭДС тахогенератора при изменении частот вращения в заданном интервале , поступают на один из аналоговых входов ЭВМ.

Применение других датчиков, таких как датчик твёрдости грунта не целесообразно, так как это приводить к усложнению конструкции, увеличение массы аппарата, уменьшение надёжности системы в целом. Твёрдость сверлимого грунта не велика, бурение происходит не с большими угловыми скоростями, и поэтому вероятность поломки объекта управления – сверла, сводится к нулю.