Пояснювальна записка до дипломного проекту освітньо-кваліфікаційного рівня " бакалавр " (назва окр) сторінка 6

У Таблиці 3.1 представлені технічні характеристики механізму пересування візка, необхідні для розрахунків.

Таблиця 3.1 Технічні характеристики механізму пересування

Позначення	Найменування показника	Розмірність	Величина
mш	маса штанги з рейкою	т	6
D	діаметр рейкової шестерні	м	0,5
Jp	момент інерції вала із зірочками	кг м²	90
mз	маса однієї заготовки	т	1,5
L	довжина переміщення	м	8
Vp	швидкість робочого ходу	м / с	0,25
tp	Час роботи	з	19
z	число циклів	1 / ч	50
адоп	допустиме прискорення	м / с2	1
Jш	Момент інерції шківа	кгм2	0,4
Vb	Швидкість зворотного руху	м / с	1,5 ∙ Vp
Ск	крутильна жорсткість	МН м / рад	50

3.2 Розрахунок потужності двигуна

На базі вихідних даних розрахуємо і побудуємо залежність швидкості робочої машини від часу v (t) .Участкі розрізняються значеннями статичних навантажень і моментів інерції. На основі заданих шляхів переміщення L, сталої швидкості V у і допустимого прискорення a розрахуємо:

- час пуску tп до сталої швидкості з допустимим прискоренням, гальмування tт від сталої швидкості до зупинки

(3.1)

- шлях, який проходить за час пуску (гальмування) робочої машиною

(3.2)

- час усталеного режиму руху зі швидкістю V у

(3.3)

Підставивши числові значення, отримаємо:

При русі вперед (з вантажем)

При русі назад (без вантажу):

Загальний час роботи

Статичні опору руху створюються силами тертя ковзання заготовок, тертя кочення.

Момент сил тертя кочення:

(3.4)

де m - маса тіла, що рухається, маса деталей, що спираються на вузол кочення, маса піднімається або опускається вантажу, кг;

f - коефіцієнт тертя кочення;

Відповідно до формули (3.4):

;

Момент сил тертя в підшипниках:

(3.5)

де m1 - маса деталей і вузлів, що спираються на ролики, кг;

dc - діаметр шийки ролика, м;

коефіцієнт тертя ковзання;

= 9,81 м / c2 - прискорення сили тяжіння.

Відповідно до формули (3.5):

;

Момент сил тертя ковзання тіла по горизонтальній площині:

(3.6)

μc - коефіцієнт тертя ковзання;

D - діаметр рейкової шестерні

Відповідно до формули (3.6):

При русі з однієї заготівлею

;

При русі з заготовками всередині печі:

;

Сумарний статичний момент при русі штовхача до заготівлі (під час реверсування штовхача):

Сумарний статичний момент при русі з однієї заготівлею:

Сумарний статичний момент при русі з заготовками в печі:

Для визначення динамічних моментів робочої машини розраховуються моменти інерції робочої машини (робочого органу):

(3.7)

де J - моменти інерції обертових елементів робочої машини;

m - маса поступально рухомих частин;

D - діаметр рейкової шестерні.

Відповідно до формули (3.7):

При русі з однієї заготівлею:

При русі без заготовки:

При русі з заготовками всередині печі:

При заданій величині допустимого прискорення aдоп для кожного режиму робочої машини визначаються динамічні моменти:

(3.8)

При русі з однієї заготівлею:

При розгоні і гальмуванні без вантажу

При гальмуванні з заготовками всередині печі:

;

Повний момент робочої машини знаходиться за формулою:

(3.9)

Перша ділянка - старт штовхача:

Друга ділянка: штовхач підходить до заготівлі:

Третя ділянка - рівномірний рух штовхача з однієї заготівлею:

Четверта ділянка - рух штовхача з заготовками в печі:

П'ятий ділянку - гальмування з заготовками в печі:

Шостий ділянку - початок зворотного руху:

Сьомий ділянку - рівномірний зворотний рух:

Восьмий ділянку - гальмування штовхача:

Розрахуємо середньоквадратичне значення моменти:

(3.10)

де

- момент двигуна на k-ій дільниці, Нм;

- тривалість k-го ділянки, с.

Підставивши числові значення, отримаємо:

Потужність двигуна може бути визначена за формулою:

(3.11)

де

- коефіцієнт, що враховує динамічні навантаження, зумовлені обертовими елементами електродвигуна (двигун, редуктор), а також втрати потужності в редукторі

;

- основна швидкість руху РВ, м / с;

D - діаметр шестерні вихідного вала редуктора, м;

- фактичне значення відносної тривалості включення проектованого електродвигуна;

- найближче до

каталожне значення відносної тривалості включення для електродвигуна обраної серії.

Фактичне значення відносної тривалості включення

розраховуємо, знаючи тривалість роботи tk на всіх m ділянках руху і заданий час циклу:

(3.12)

де z - число циклів роботи машини на годину.

З довідника [ ] вибираємо асинхронний двигун 5АМ112МВ6. Вибір зроблений по номінальній потужності для ПВ = 100% Технічні характеристики двигуна наведені у таблиці 3.2

Таблиця 3.2 Технічні характеристики двигуна 5АМ112МВ6

Позначення	Найменування показника	Розмірність	Величина
pн	Номінальна потужність на валу	кВт	4
nн	Номінальна частота обертання	об / хв	955
Iн	Номінальний струм	А	9,2
ККД	Коефіцієнт корисної дії	%	82
cosφ	коефіцієнт потужності		0,81
Мном	номінальний момент	нм	40
Iп / Iн	Пусковий ток		5,5
Мп / Мн	пусковий момент		2,3
Мкр / Мн	момент критичний		2,6

3.3 Приведення статичних моментів і моментів інерції до валу двигуна

Після вибору двигуна і редуктора розрахуємо статичні моменти робочої машини, наведені до валу двигуна, за формулою (3.12):

(3.12)

де

- статичний момент робочого органу;

- передавальне число редуктора.

При старті штовхача (старт реверсу):

При русі штовхача до заготівлі (під час реверсування штовхача):

При русі з однієї заготівлею:

При русі з заготовками в печі:

При гальмуванні в печі з заготовками

Гальмування при реверсі:

З урахуванням втрат в редукторі статичний момент на валу в руховому режимі розраховується за формулою (3.13):

(3.13)

При старті штовхача (старт при реверсі):

При русі штовхача до заготівлі в руховому режимі (реверс)

При русі з однієї заготівлею в руховому режимі

При русі з заготовками в печі в руховому режимі:

При роботі електроприводу в гальмівних режимах моменти на валу двигуна визначають за формулою (3.14):

(3.14)

При русі з заготовками в печі в гальмівному режимі

При реверсуванні штовхача в гальмівному режимі

Наведені статичні моменти системи електропривод - робоча машина розраховують для кожної ділянки з урахуванням режиму роботи електроприводу за формулою (3.15):

(3.15)

де

- момент втрат холостого ходу двигуна.

приймаємо

, тоді

нм

При старті штовхача:

При русі штовхача до заготівлі в руховому режимі (реверс)

При русі з однієї заготівлею в руховому режимі

При русі з заготовками в печі в руховому режимі:

При русі з заготовками в печі в гальмівному режимі

Старт при реверсі:

При реверсуванні штовхача в гальмівному режимі:

3.4 Приведення моментів інерції і коефіцієнтів жорсткості до валу двигуна

Необхідно привести моменти інерції всієї системи до валу двигуна для того, щоб замінити систему на еквівалентну.

Сумарний приведений момент інерції:

(3.16)

де

- приведений до валу двигуна момент інерції поступально і обертально рухомих частин системи, кг ∙ м2;

- момент інерції ротора обраного двигуна, кг ∙ м2;

- коефіцієнт, що враховує момент інерції інших моментів електроприводу: гальмівного шківа, муфт, редуктора, і т.д. (

).

приведений момент інерції робочої машини до валу двигуна:

(3.17)

Сталу швидкість двигуна знаходимо за формулою:

(3.18)

При русі з вантажем:

.

При русі без вантажу:

приведений момент інерції при підході до заготівлі (реверс):

Приведений момент інерції при русі з однієї заготівлею:

Приведений момент інерції при русі в печі:

Розрахуємо пускові і гальмівні моменти двигуна, які потрібні для розгону і гальмування приводу.

Пусковий момент:

(3.19)

де

- статичний момент опору руху, Н ∙ м;

- динамічний момент, Н ∙ м.

Динамічний момент розраховуємо за формулою (3.11):

(3.20)

де

- допустиме прискорення при пуску і гальмуванні,

;

D - діаметр шестерні, перетворюючої обертання в поступальний рух, м;

J - приведений момент інерції приводу, кг ∙ м2.

Динамічний момент при підході до заготівлі

при русі з однієї заготівлею:

.

при русі в печі

.

пусковий момент при початку руху вперед (початок реверсу):

Гальмівний момент при гальмуванні в печі з заготовками та при гальмуванні після реверсу:

(3.21)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

скачати

Тип автоматичного вимикача