Задание 1.

1. Определение времени пуска и остановки электродвигателя.

Определяем время работы цикла:

t_ц= (1.1)

где N – количество циклов работы механизма, 1/час.

t_ц = 3600/13=277 c

Время работы за один цикл определяется по формуле:

t_p=t_ц-t_o (1.2)

где t₍₎ - время паузы за один цикл, с.

t_р =277-180 = 97с

Расчетное значение относительной продолжительности включения определяем по формуле:

ПВ= *100% (1.3)

Подставляем численные значения:

ПВ= *100%=35%.

Определяем номинальный вращающий момент вала электродвигателя из соотношения:

М_{ном.эл.дв}. (1.4)

где М_с – статический момент, приведенный к валу электродвигателя;

kд=1,2 – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку;

М_{ном.эл.дв}. =145,5 н*м.

Установившаяся угловая скорость вала ротора электродвигателя:

= (1.5)

где п_у -предварительно принятое значение частоты вала ротора

электродвигателя (п_у=1500 мин^-1).

= =157 1/с.

Предварительно выбираемую мощность электродвигателя определяется по формуле:

Pном М_{ном.эл.дв} * (1.6)

Подставляем численные значения:

Pном 145,5*157=22849 Вт.

Исходя из найденной мощности выбираем электродвигатель:

Технические данные асинхронных электродвигателей серии 4а со степенью защиты ip44

Тип двигателя	Рн, кВт	При номинальной нагрузке							J, кг.м2
		nн, об/мин	н, %	cos н
Синхронная частота вращения 1500 об/мин
4А180М4У3	30	1470	91	0,9	2,3	1,4	1,0	6,5	0,233

Определяем номинальный момент электродвигателя:

M_ном= ,

где номинальная частота вращения вала электродвигателя:

_ном=

_ном= =153,9 1/с

Подставляем численные значения:

M_ном= =195

По данным таблицы определяем значение максимального, пускового и минимального моментов:

M_max=2,3*Мн=2,3*195=448,5 н*м;

M_п=1,4*Мн=1,4*195=273 н*м;

M_min=1,0*Мн=1,0*195=195 н*м.

Вращающий момент вала электродвигателя определяем по формуле:

М_пср= (1.7)

Подставляем численные значения:

М_пср= =277,8н*м.

Определяем момент инерции механической системы, приводимый к валу электродвигателя, по формуле:

J=J_н+J_дв (1.8)

где Jн-момент инерции механизма;

Jдв-момент инерции электродвигателя.

J=4,1+0,233=4,333 кг*м²

Время пуска электропривода (t_п) определяем, допуская постоянство пускового момента (M=M_п=const) в течение времени пуска из неподвижного состояния(Ω_н= 0) до номинальной скорости (Ω_k = Ω_ном):

t_п= *ном (1.9)

Подставляем численные значения:

t_п= *153,9=9,16 с

Время остановки двигателя после его отключения (М=0) на скорости Ω при отсутствии тормозных устройств называется временем выбега электропривода и определяем по формуле:

(1.10)

Подставляем численные значения:

=3,25 с

1.2. Построение нагрузочной диаграммы механизма

В основе построения диаграммы лежит циклограмма, которая устанавливает зависимость момента статической нагрузки от времени Мс(t).

Статический момент M_c является суммарным моментом сил сопротивления всех звеньев механизма, приведённых к валу электродвигателя:

, (1.11)

где М_ci - момент сопротивления i-го звена, приведённый к валу ротора.

Затем производим построения диаграммы скорости Ω(t) по определенным значениям времени пуска t_п, времени выбега t_в и время паузы t₀ между циклами работы.

Далее, рассчитываем и строим график динамического момента М_дин(t) в соответствии с выражением :

, (1.12)