Определение сил и моментов.

Задание на курсовую работу.

Задачей курсовой работы является разработка разомкнутой системы реверсивного электропривода производственного механизма, выбор и расчет его силовых элементов, расчет и построение нагрузочных диаграмм и тахограммы, статических и динамических характеристик, кривых переходного процессов и проверка двигателя по нагреву.

На рис. 1 приведена кинематическая схема механизма наклонного подъемника, электропривод которого надлежит разработать.

Наклонный подъемник состоит из тележки 1, перемещающемуся по рельсовому пути, уложенному под углом α к горизонтали. Тележка совершает челночное движение по перемещению груза из нижнего положения из точки А в верхнее положение в точку С на расстояние ℓ. После разгрузки в верхнем положении тележка порожней возвращается в нижнее положении, где проводится ее загрузка, а за тем цикл повторяется.

Перемещение тележки осуществляется при помощи троса 5, наматываемого на барабан 2, который сочленяется через редуктор 3 с двигателем 4. Для улучшения режима работы двигателя к барабану через трос 5 присоединяется противовес 6. При остановках в нижнем и в верхнем положениях тележка удерживается с помощью электромагнитных тормозов. В общем случае предлагается, что при пуске двигателя его растормаживание происходит мгновенно в момент времени, когда электромагнитный момент двигателя Мg сравняется со статическим моментом Мс.

Ходовая часть тележки, к.п.д. редуктора и барабана характеризуется следующими величинами:

1) диаметр колеса тележки

2) диаметр цапфы колеса

3) коэффициент трения качания колеса по рельсу

4) коэффициент трения скольжения в подшипниках колес

5) коэффициент, учитывающий сопротивление движению колеса от трения

его реборды о рельс, от трения на торцевых частях ступицы и т.д.

6) к.п.д. редуктора

7) к.п.д. барабана

8) масса тележки

9) масса груза

10) масса противовеса

11) рабочая скорость

12) ползучая скорость тележки

13) допустимое ускорение тележки

14) момент инерции барабана

15) диаметр барабана

16) угол наклона пути

17) время загрузки

18) время разгрузки

19) длина пути движения между точками А и С

20) длина пути движения груженой тележки с

21) длина пути разгона и движения порожней тележки с

В качестве электропривода используется система генератор-двигатель постоянного тока независимого возбуждения (Г-Д) с приводным асинхронным двигателем с фазным ротором.

При выполнении курсовой работы необходимо:

1. привести кинематическую схему механизма наклонного подъемника и в соответствии с вариантом записать его показатели;

2. определить величины моментов сопротивления относительно вала барабана для обоих направлений движений тележки;

3. определить предварительную мощность электрических машин системы с учетом ПВ% и рациональное передаточное число редуктора;

4. рассчитать и построить тахограмму и нагрузочные диаграммы , электропривода с учетом динамических нагрузок и при условии постоянства ускорений в периоды переходных процессов;

5. проверить предварительно выбранный двигатель по мощности, используя методы эквивалентных (средних) величин, и по перегрузочной способности. Представить принципиальную схему электропривода;

6. рассчитать и построить статические механические (электромеханические) характеристики для всех режимов работы привода: для груженой и порожней тележки при работе с и ;

7. рассчитать и построить графики переходных процессов электропривода:

, и для всех участков, а также динамическую механическую

характеристику ;

8. проверить двигатель по нагреву с учетом реальных переходных процессов;

9. рассчитать и выбрать пусковые резисторы приводного АД

Определение сил и моментов.

Величина и направление момента на барабане:

где - результирующая реактивной и активной сил, Н;

- сила сопротивления от реактивной статической нагрузки, Н;

- коэффициент сопротивления движению, зависящий от коэффициентов трения качания по рельсу ,м, трения скольжения в подшипниках колес и коэффициента к, учитывающего трения реборды колеса о рельс, торцевых частей ступицы и т.д.;

- радиус цапфы колеса, м ;

- диаметр колеса, м ;

- нормальная составляющая от веса тележки (при движении вверх , а при движение вниз , Н);

- тангенциальная составляющая от веса тележки , Н;

- вес (сила тяжести) противовеса, Н;

- радиус барабана, м;

Движение вверх

- угловая скорость барабана;

U- рабочая скорость движения тележки, ;

- мощность на барабане при подъеме;

Движение вниз

=2940∙0,84=2493,2 Н