Последовательность работы механизма. Цепной транспортер (шлеппер) осуществляет перемещение заготовки 2 с рольганга 3 на

Цепной транспортер (шлеппер) осуществляет перемещение заготовки 2 с рольганга 3 на параллельный рольганг 6. Транспортер состоит из параллельных цепей 4; с ведущими 7 и ведомыми 1 звездочками и упорами 5.

В исходном положении транспортера упоры располагаются за рольгангом 3. При наличии заготовки на остановленном рольганге транспортер разгоняется под нагрузкой, упорами перемещает заготовку по направляющим на рольганг 6, реверсируется и направляется назад до исходного положения. При встрече заготовки, лежащей на рольганге 3, упоры утапливаются и проходят под заготовкой.

Данные для выполнения задания смотри в таблицах 1.1 –1.4.

					Технические данные
	Таблица 1.1
	Наименование	Раз-				Варианты
	технологического	мер-
	показателя	ность
	Масса тележки	т
	Масса груза	т
	Длина перемещения тел.	м
	Ср. скорость перемещ.	м/с	1,1	1,2		1,4	1,2	1,3	1,5	1,4	1,7	1,5	1,3	1,45	1,4	1,4	1,6
	Допустимое ускорение	м/с^2		0,9	0,75	0,9	0,9	0,8	0,9	0,8	1,1		0,8		0,9	1,1	1,1
	Число циклов в час	1/ч
	Диаметр ходового колеса	м	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,6	0,6	0,6	0,6
	Диаметр цапфы	м	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,07	0,07	0,07	0,07	0,07	0,07	0,08	0,08	0,08	0,08
	Коэффициент трения:
	скольжения		0,08	0,08	0,08	0,08	0,08	0,07	0,07	0,07	0,07	0,07	0,07	0,06	0,06	0,06	0,06
	качения	мм	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,6	0,6	0,6	0,6
	Тип двигателя		ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП

				Технические данные
Таблица 1.2
Наименование	Раз-				Варианты
технологического	мер-
показателя	ность
Масса заготовки	т		7,2			5,5	5,5			4,5	4,5			3,5	3,5
Длина заготовки	м
Ср.скорость дв-я заготовки	м/с	1,5	1,4	1,6	1,3	1,5	1,2	1,4	1,8	1,4	1,4	1,5	1,4	1,3	1,4	1,2
Допустимое ускорение	м/с^2	1,7	2,1			2,2	1,3		1,7	1,2	1,6	1,5	1,3	1,3		1,2
Длина отрезаемых штук	м		7,5		12,5	10,5				12,5					7,5
Вр. Между подачей заготовок	с
Число роликов	шт
Диаметр ролика	м	0,4	0,4	0,5	0,4	0,4	0,5	0,5	0,3	0,4	0,3	0,4	0,4	0,3	0,4	0,4
Масса ролика	т	1,2			1,2	0,8			0,8	0,8	0,8	1,2		1,25	1,1
Диаметр цапф	м	0,15	0,15	0,16	0,16	0,14	0,14	0,18	0,14	0,13	0,14	0,12	0,15	0,1	0,12	0,15
Коэффициент трения:
скольжения		0,06	0,06	0,06	0,06	0,05	0,06	0,05	0,06	0,06	0,04	0,06	0,04	0,04	0,04	0,06
качения	мм	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Моменты инерции:
ролика	кгм^2													8,5
конического колеса	кгм^2	1,1		0,9		0,8	0,8	0,7	0,7	0,7	0,8	0,75	0,8	0,6	0,7	0,7
продольного вала	кгм^3					4,5			3,5				3,5	3,5
Тип двигателя		ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП

				Технические данные
Таблица 1.3
Наименование	Раз-				Варианты
технологического	мер-
показателя	ность
Грузоподъемность	т					3,5		3,2	2,5		1,5			0,75	0,5	0,5
Масса клети	т	7,5			6,5			5,5			2,3	1,5	1,5	1,5		0,9
Масса противовеса	т		9,5		8,5		6,5		5,2					1,8	1,2	1,2
Ср. скорость движения	м/с	0,5	0,75	0,5	0,75	0,5	0,5	0,75	0,5	0,75	1,5		0,75
Высота подъема клети	м		0,9	0,75	0,9	0,9	0,8	0,9	0,8	1,1		0,8		0,9	1,1	1,1
Время цикла	с
Допустимое ускорение	м/с^2	0,5	0,7	0,3	0,5	0,5	0,4	0,6	0,3	0,5	0,6	1,2	0,5	0,8	0,9	0,9
D канатоведущего шкива	м		1,2	1,1	1,25	0,9	0,8	0,9		0,8	0,8	0,9	1,2		1,1	0,8
Характер работы
подъем		гр	гр	гр	гр	гр	гр	гр	гр	гр	гр	гр	гр	гр	гр	гр
спуск		гр	пор	гр	пор	гр	пор	гр	пор	гр	пор	гр	пор	гр	пор	гр
Тип двигателя		ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП
Примечание: гр - движение с грузом, пор - движение без груза.
					Технические данные
	Таблица 1.4
	Наименование	Раз-				Варианты
	технологического	мер-
	показателя	ность
	Масса заготовки	т	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9		1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9
	Масса вала со звездочками	т		2,4	2,8	3,2	3,6		4,4	4,8	5,2	5,8		6,4	6,8	7,2
	Длина перемещения заготовки	м
	Ср. скорость перемещения	м/с	1,2		1,3	1,1	1,4	1,2	1,2	1,3	1,4	1,2	1,5	1,3	1,5	1,4	1,2
	Допустимое ускорение	м/с^2		1,5		1,5		1,5		1,5		1,5		1,5		1,5
	Число циклов в час	1/ч
	Диаметр звездочек	м	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4	0,4	0,5	0,5	0,5	0,5	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
	Диаметр цапф	м	0,1	0,1	0,1	0,12	0,12	0,12	0,15	0,15	0,15	0,18	0,18	0,18	0,18	0,18	0,18
	Коэффициент трения:
	скольжения по направлению		0,2	0,2	0,2	0,22	0,22	0,22	0,24	0,24	0,24	0,25	0,25	0,25	0,35	0,3	0,3
	скольжения в подшипниках		0,8	0,8	0,8	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
	Момент инерции вала со зв.	кгм^2
	Тип двигателя		ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП	МТМ	ДП

2 Расчет статических мощностей и моментов

Статические сопротивления в рабочих машинах, представленные в разделе 1, создаются силами трения скольжения, качения и силой тяжести поднимаемых и опускаемых тел.

Трение скольжения возникает в подшипниках скольжения и при движении тела по горизонтальной плоскости.

Трение качения проявляется в подшипниках качения и при движении (качении) колес по рельсам, заготовки по роликам рольганга и т.д.

А) мощность и момент сил трения в подшипниках

(2.1)

(2.2)

где Р₁ – мощность, кВт;

m₁ – масса деталей и узлов, опирающихся на подшипники, кг;

d_ц – диаметр цапф валов, опирающихся на подшипники, м;

m_ц – коэффициент трения в подшипниках;

V – скорость поступательного движения деталей и узлов, опирающихся на подшипник, м/с;

D – диаметр колеса (барабана), находящегося на выходном валу редуктора и преобразующего вращение вала в поступательное движение рабочей машины, м;

М₁ – момент, подведенный к валу двигателя, Нм;

j_p – передаточное число редуктора.

Б) мощность и момент силы трения скольжения при поступательном движении тела по горизонтальной плоскости

(2.3)

(2.4)

где Р₂ – мощность, кВт;

m₂ – масса движущегося тела, кг;

m - коэффициент трения скольжения, м;

М₂ – момент, приведенный к валу двигателя, Нм.

В) мощность и момент сил трения качения

(2.5)

(2.6)

где Р₃ – мощность, кВт;

m₃ – масса деталей, опирающихся на узел качения, кг;

f – коэффициент трения качения, м;

М₃ – момент, приведенный к валу двигателя, Нм.

Г) мощность и момент силы тяжести

(2.7)

(2.8)

где Р₄ – мощность, кВт;

m₄ – масса поднимаемого или опускаемого тела, кг;

М₄ – момент, приведенный к валу двигателя, Нм.

По всем формулам (2.1) – (2.8) мощность и момент определяются без учета потерь в редукторе. Расчет статических нагрузок с учетом потерь требует знания режима работы электропривода.

В двигательном режиме статическая мощность и момент Р^¢ и М¢ рассчитываются с учетом потерь по соотношениям:

(2.9)

(2.10)

где h_р – коэффициент полезного действия редуктора.

При работе электропривода в тормозных режимах расчетные соотношения для мощности и момента с учетом потерь имеют вид:

(2.11)

(2.12)

В проекте допускается рассчитывать мощности и моменты с учетом потерь, принимая КПД h_р равным номинальным значениям, указанным в каталоге редукторов /9/.

Значения m₁ – m₄ и других величин, входящих в формулы (2.1)– (2.8), для разных рабочих машин указаны в таблицах №1.1-1.4.

Механизм перемещения тележки мостового крана

- при движении тележки с грузом;

- при движении тележки без груза;

.

Рольганг перед ножницами

,

где m¢_м – масса находящейся на ральганге части заготовки ,

.

При остановке заготовки перед ножницами создается буксование роликов с моментом сопротивления, приведенным к валу двигателя

,

где m_d - коэффициент трения роликов по заготовке при буксовании. Для горячего металла m_d=0,3.

Таким образом, при буксовании роликов двигатель рольганга должен кратковременно преодолеть момент .

Грузовой лифт

- при движении клети с грузом;

- при движении клети без груза;

.

При расчете статических моментов электропривода лифта необходимо правильно учитывать их значения. Если результирующий статаческий момент действует против движения, он принимается положительным, если действует по направлению движения, он должен учитываться со знаком “минус”.

Цепной транспортер

- при движении с заготовкой;

- при движении без заготовки.

3 Предварительный расчет мощности и выбор двигателя

Предварительный расчет мощности электродвигателя в большинстве случаев является приближенным.

Для электропривода повторно-кратковременного режима работы мощность двигателя может быть приближенно определена по соотношению

, (3.1)

где ПВ_ф – фактическое значение относительной продолжительности включения проектируемого электропривода;

ПВ_к – ближайшее к ПВ_ф каталожное значение относительной продолжительности включения;

Р_ст.ск – среднеквадратичное значение статической мощности электропривода.

ПВ_ф рассчитывается по длительности времени t_i на всех участках движения и заданному времени цикла t_ц :

(3.2)

Р_ст.ск расчитывается только за время работы, без учета пауз. Время пауз учитывается величиной ПВ_{ф :}

, (3.3)

где – статический момент на i-м участке.

Значения коэффициента К₁ для рабочих машин, представленных в разделе 1, лежат в пределах 1,2-1,7.

Двигатель выбирается по каталогу таким образом, чтобы значение его мощности при ПВ_к было равно или несколько больше мощности Р_д, рассчитанного по формуле (8.1).

Для выбранного по каталогу двигателя в пояснительной записке должны быть приведены все каталожные данные. Для двигателей краново-металлургической серии, в частности, следует привести значение мощности, тока, скорости при всех указанных в каталоге значениях относительной продолжительности включения (15, 25, 40, 60 и 100%).

4 Определение передаточного числа и выбор редуктора

Передаточное число редуктора определяется по номинальному значению скорости вращения выбранного двигателя и заданной средней скорости движения рабочей машины . При этом следует учитывать, что точное соотношение между номинальной и средней скоростью двигателя (соответствующей средней скорости ) на стадии выбора двигателя и редуктора не известно, а может быть определено лишь в дальнейшем, по результатам расчета нагрузочной диаграммы скорости электропривода. В связи с этим приходится принимать приближенно

для двигателей с мягкой естественной механической характеристикой

для двигателей с жесткой естественной механической характеристикой

.

При этом тем меньше, чем большую долю времени работы электропривода составляет длительность переходных режимов разгона и торможения.

Передаточное число редуктора рассчитывают по соотношению

.

Редуктор выбирают по справочнику [3], исходя из требуемого передаточного числа, номинальной мощности и скорости выбранного двигателя с учетом характера нагрузки (режима работы) машины, для которой рассчитывается электропривод.

5 Расчет моментов инерции системы электропривод-

рабочая машина

Общий момент инерции системы, приведенный к валу двигателя, может быть рассчитан по соотношению:

, (5.1)

где - момент инерции ротора электродвигателя;

- коэффициент, учитывающий момент инерции остальных элементов электропривода: муфты, тормозного шкива, редуктора;

- приведенный к валу двигателя суммарный момент инерции движущихся частей рабочей машины и связанной с ними обрабатываемой заготовки или грузов.

Приведенный к валу двигателя момент инерциик-го враща­ющегося элемента рабочей машины определяется по формуле:

, (5.2)

где - момент инерции к-го элемента;

- передаточное число между осью к-го элемента и валом двигателя.

Приведенный к валу двигателя момент инерции поступательно движущегося элемента рабочей машины

, (5.3)

где - масса элемента.

В проекте допускается рассчитывать момент инерции электропри­вода приближенно, принимая в формуле (19) коэффициент .

Соотношение (20) определяет момент без учета потерь в редук­торе, возникающих при передаче через него динамической мощности на разгон (или торможение) движущихся частей рабочей машины.

Расчетные значения момента инерции рабочей машины с учетом указанных потерь в редукторе зависят от режима работы элек­тропривода.

В режиме разгона

,

в режиме торможения (замедления)

.

КПД редуктора в этих соотношениях можно принять равным номинальному значению [3]. Более точные результаты получаются при расчете методом разделения потерь.