Курсовая работа: Проектирование управляемого привода в электромеханических системах
.
Для второго двигателя второй траектории выбираем
.
Наиболее подходящим по своим параметрам из
найденных редукторов является цилиндрический двухступенчатый редуктор 1Ц2У
100 [4].
Характеристики выбранного редуктора:
– максимальный передаваемый крутящий момент ;
– коэффициент полезного действия ;
– масса ;
– передаточное отношение ;
– габариты .
Максимальный передаваемый крутящий момент на
тихоходном (выходном) валу редуктора к валу двигателя определим по формуле
1.29:
Поскольку значение момента больше, чем допустимый
момент на валу двигателя ,
следовательно, редуктор подобран верно.
1.5 Проверка двигателя привода на нагрев
Двигатель будет работать не перегреваясь, если
среднее значение потерь его мощности в якорной цепи за
время рабочего цикла не превышает
потерь мощности в номинальном режиме :
. (1.30)
Среднее значение потерь мощности за время
рабочего цикла пропорционально
квадрату среднего значения момента за названное время:
. (1.31)
Из неравенства (1.30) и уравнения (1.31)
следует, что условием нормального теплового режима двигателя является
требование:
, (1.32)
,
где –
эквивалентный момент двигателя за время рабочего цикла, поэтому условие
нормального теплового режима принимает вид
. (1.33)
Таким образом, при проверке двигателя на нагрев
необходимо знать закон изменения момента двигателя, в
течение всего рабочего цикла. Разобьём рабочий цикл привода на характерные
участки и для каждого из них
найдём описание . Эквивалентный
момент двигателя находим в удобном для практического использования виде:
, (1.34)
. (1.35)
где –
эквивалентные моменты двигателя на соответствующих участках
цикла.
Режим разгон двигателя.
При проверке двигателя на нагрев необходимо
учесть, что скорость двигателя не может изменяться мгновенно, поэтому
траекторию необходимо сгладить в участках разгона и торможения. Максимально
возможный момент двигателя определяется допустимой величиной тока в якорной
цепи. Обычно
, (1.36)
тогда и момент
. (1.37)
Моменту, развиваемому при разгоне, препятствует
сила трения, поэтому ускорение в механизме:
. (1.38)
Время, необходимое для разгона:
. (1.39)
Режим торможение двигателя
Режиму торможения способствуют силы трения в
механизмах поворота и силы тяжести нагрузки в механизмах подъема при подъеме
груза. Двигатель должен развивать тот же максимально возможный момент . Ускорение, развиваемое
двигателем при торможении в механизмах поворота и подъема груза в механизмах
подъема:
. (1.40)
Время, необходимое для торможения
. (1.41)
1.5.1 Проверка
на нагрев первого двигателя первой траектории
Из
рисунка 1.1 видно, что скорость в моменты времени t=2t1 и t=13t1 изменяется скачком. Двигатель не сможет обеспечить такой
режим работы, поэтому необходимо предусмотреть участок разгона и участок
торможения.
Разобьём
время рабочего цикла на 7 интервалов времени:
1.
[0; t1],
2.
[t1; 2t1-tторм ],
3.
[2t1-tторм;
2t1],
4.
[2t1; 13t1],
5.
[13t1; 13t1+tразг ],
6.
[13t1+tразг;
14t1],
7.
[14t1; Tц].
Режим
разгона
Момент,
развиваемый двигателем на участке разгона:
.
Для
первого двигателя первой траектории .
По
формуле 1.38 определим ускорение при разгоне:
.
Время,
необходимое для разгона:
.
Режим
торможения
На
участке торможения двигатель должен развивать тот же максимально возможный
момент .
По
формуле 1.40 рассчитаем ускорение при торможении:
.
Время,
необходимое для торможения:
.
Графики
траектории, скорости и ускорения нагрузки, с учётом введённых участков разгона
и торможения, показаны на рис. 1.12.
Рис. 1.12. Первая
измененная траектория рабочего цикла
Состояние покоя
Момент, требуемый от двигателя на любом из участков
траектории, определяется в соответствие с (1.14) и (1.23):
(1.42)
Рассчитывая моменты для любого из участков
траектории, рассуждаем следующим образом: составляющие уравнения 1.42, в
которые входит ускорение, берем с теми знаками, как показывает диаграмма. Знак
статического момента, приведенного к валу двигателя, выбираем так: если
сопротивление нагрузки помогает режиму на данном участке (например, режим
торможения), тогда знак статического момента берется противоположным знакам
слагаемых, в которые входит . Если
сопротивление нагрузки мешает (например, режим разгона), от двигателя требуется
момент больший, значит, знак статического момента выбирается такой же, как у слагаемых,
в которые входит .
Таблица 1.7
|
Интервал времени |
Формула для расчета
|
Значение
|
1 |
|
|
0.28687 |
2 |
|
|
0.00063 |
3 |
|
|
0.47771 |
4 |
|
|
0.00032 |
5 |
|
|
0.47771 |
6 |
|
|
0.00063 |
7 |
|
|
0.28561 |
При расчете момента необходимо
учесть то, что на участке угловая скорость нагрузки p1m(t) = 0, значит момент вязкого трения .
Следовательно, статический момент на данном участке будет равен моменту сухого
трения.
Из таблицы видно, что , а .
Находим эквивалентный момент двигателя по
формуле (1.33):
.
Проверяем условие нормального теплового режима:
.
Поскольку условие выполняется, значит,
двигатель типа ДВИ-211–02 с передаточным числом подходит
для данной траектории.
Определим энергетический запас двигателя,
используемого при отработке первой траектории:
. (1.43)
.
1.5.2 Проверка
на нагрев второго двигателя первой траектории
Из
пункта 1.4.2 возьмем значение номинального момента:
Режим
разгона
Момент,
развиваемый двигателем на участке разгона:
.
Для второго
двигателя первой траектории .
По
формуле 1.38 определим ускорение при разгоне:
.
Время,
необходимое для разгона:
.
Режим
торможения
На
участке торможения двигатель должен развивать тот же максимально возможный
момент .
По
формуле 1.40 рассчитаем ускорение при торможении:
.
Время,
необходимое для торможения:
.
Момент, требуемый от двигателя на любом из
участков траектории, определяется по формуле 1.42.
Таблица 1.8
|
Интервал времени |
Формула для расчета
|
Значение
|
1 |
|
|
0.28547 |
2 |
|
|
0.00052 |
3 |
|
|
0.4771 |
4 |
|
|
0.00026 |
5 |
|
|
0.4771 |
6 |
|
|
0.00052 |
7 |
|
|
0.28443 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|