ПРИВЕДЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ И МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ К ВАЛУ ДВИГАТЕЛЯ

 

 

После выбора электродвигателя и редуктора, а также после расчета моментов сопротивления можно привести статические моменты системы к валу двигателя, воспользовавшись формулой (5.1)

(5.1)

где - статический момент рабочей машины, Н∙м;

- передаточное отношение выбранного редуктора.

 

При подъёме груза:

При опускании клети:

Тогда статический момент на валу двигателя в двигательном режиме:

С грузом:

(5.2)

Без груза:

где - коэффициент полезного действия выбранного редуктора.

 

В тормозных режимах момент рассчитывается по формуле:

С грузом:

(5.3)

Без груза:

Это связано с тем, что энергия поступает с вала двигателя и, за вычетом потерь в передаче, поступает на двигатель.

 

Приведенные статические моменты системы электропривод – рабочая машина рассчитывают для каждого участка с учетом режима работы привода:

(5.4)

где - момент потерь холостого хода двигателя, Н∙м.

 

 

Принимаем равным 5% от номинального:

(5.5)

Двигательный режим:

С грузом:

Без груза:

 

Тормозной режим:

С грузом:

Без груза:

Результаты расчета занесены в таблицу 4.1 для каждого участка.

Необходимо привести моменты инерции всей системы к валу двигателя для того, чтобы заменить систему на эквивалентную.

Суммарный приведенный момент инерции:

(5.6)

где - приведенный к валу двигателя момент инерции поступательно и вращательно движущихся частей системы, кг∙м²;

- момент инерции ротора выбранного двигателя, кг∙м²;

- коэффициент, учитывающий момент инерции остальных моментов электропривода: тормозного шкива, муфт, редуктора, и т.д. ().

Приведенный момент инерции рабочей машины к валу двигателя:

(5.7)

Суммарный приведенный момент инерции при движении с грузом согласно формуле (5.6):

При движении с грузом:

При движении без груза:

.

Для каждого участка проведены расчеты и все значения занесены в таблицу??

 

Рассчитаем пусковые и тормозные моменты двигателя, которые требуются для разгона и торможения привода.

Пусковой момент:

(5.8)

где - статический момент сопротивления движению, Н∙м;

- динамический момент, Н∙м.

 

Приведенную к валу двигателя жесткость упругой механической связи С_ПР

определяют через значение крутильной жесткости рабочего вала по формуле:

. (5.9)

 

Динамический момент рассчитываем по формуле (5.10):

(5.10)

где a- допустимое ускорение при пуске и торможении, ;

D – диаметр шкива, преобразующей вращение в поступательное движение, м;

J – приведенный момент инерции привода, кг∙м²,

Динамический момент при движении с грузом:

при движении без груза:

Пусковой момент при движении с грузом:

при движении без груза:

 

Тормозной момент:

(5.11)

при движении с грузом:

при движении без груза:

 

Ни на одном участке момент при торможении или разгоне не оказался выше максимального момента двигателя.

 

Рассчитаем средний момент двигателя при реостатном пуске с грузом:

(5.12)

Рассчитаем средний момент двигателя при реостатном пуске без груза:

При динамическом торможении с грузом:

(5.13)

При динамическом торможении без груза:

 

 

Установившуюся скорость двигателя находим по формуле:

(5.14)

 

 

6.ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ ПО НАГРЕВУ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Целью предварительной проверки двигателя является уточнение нагрузочных диаграмм момента, а также диаграммы скорости с учетом момента инерции выбранного двигателя.

Рассчитаем времена переходных процессов для каждого участка по формуле (6.1):

(6.1)

где J – приведенный момент инерции системы к валу двигателя, кг∙м²;

- установившаяся скорость двигателя,1/с;

- средний момент двигателя, Н∙м;

- приведенный статический момент, Н∙м.

Первый участок – разгон с грузом:

Третий участок – торможение с грузом

Пятый участок – разгон без груза

Седьмой участок – торможение без груза

Угол поворота вала двигателя за время переходного процесса:

(6.2)

Угол поворота вала:

за 1-й и 3-й участки:

за 5-й и 7-й участки:

 

 

Время работы с установившейся скоростью:

(6.3)

где - угол поворота вала двигателя, соответствующий величине перемещения в данном режиме, рад;

- угол поворота вала за время пуска и торможения, рад.

Угол поворота вала двигателя, соответствующий величине перемещения в данном режиме:

(6.4)

В соответствии с формулой (4.3)

Результаты расчета сведены в Таблицу 4.1.

 

Суммарное фактическое время работы привода:

Полученное время меньше заданного времени работы привода, то есть требование по производительности выполнено.

Предварительная проверка двигателя по нагреву производится по величине среднеквадратичного момента:

(6.5)

Допускаемый момент:

(6.6)

где фактическое значение ПВ: (6.7)

Момент двигателя при ПВ_кат, ближайшем к ПВ_ф:

(6.8)

 

Уменьшаем допустимый момент на 15%:

(6.9)

Среднеквадратичный момент меньше допустимого (48,122 Нм<68,84 Нм), следовательно двигатель проходит по нагреву.

 

 

ТАБЛИЦА НЕ ГОТОВА!!!!

Таблица 4.1 – Предварительный расчет нагрузочных диаграмм

Участок движения	Движение с грузом	Движение без груза
	Пуск	Уст. режим	Торможение	Пуск	Уст. режим	Торможение
,с	0,4	19,6	0,4	0,6	12,73	0,6
,м	0,04	3,92	0,04	0,09	3,82	0,09
, м/с	-	0,2	-	-	0,3	-
,Н∙м	2824,9	2824,9	2824,9	2520,8	2520,8	2520,8
, кг∙м2	274,6	274,6	274,6	219,9	219,9	219,9
, Н∙м	1098,4		1098,4	879,6		879,6
, Н∙м	3923,3	2824,9	1726,5	3400,4	2520,8	1641,2
, Н∙м	70,6	70,6	70,6	63,02	63,02	63,02
, Н∙м	73,5	73,5	67,8	65,6	65,6	60,5
, Н∙м	79,3	79,3		71,4	71,4	54,7
, рад/с	-		-	-		-
, кг∙м2	0,17	0,17	0,17	0,14	0,14	0,14
, кг∙м2	0,52	0,52	0,52	0,48	0,48	0,48
, Н∙м	83,2		83,2	76,8		76,8
, Н∙м	162,5	79,3	21,2	148,2	71,4	22,1
, Н∙м	162,5	79,3	21,2	148,2	71,4	22,1
,с	0,4	19,6	0,4	0,6	12,73	0,6
,рад	12,8	1254,4	12,8	28,8	1222,4	28,8