І.4. Проверочный расчет и выбор приводного двигателя. Расчет диаграммы мошности

Расчет производим на основании рекомендаций, изложенных в [Л-9].

Определим наибольший статический момент:

где:

G_ном=m_ном*g=2500*9.81=24525 Н;- вес груза;

m_ном=2500 кг – масса груза;

i_p=10; - коэффициент передачи редуктора;

ŋ_m=0.75 – к.п.д. механизма перемещения тележки.

Наименьший статический момент

Разброс статических моментов:

Вычислим массы механизма:

m_max=m₀’+m_ном=4080+2500=6580 кг.

m_min=m₀’=4080 кг.

где w_p – угловая скорость двигателя, соответствующая рабочей скорости механизма.

;

где ρ – радиус приведения.

Принимаем, что F_TO=0.5F_CT.0=0.5*947=473.5 H;

F_T=0;

Тогда среднее значение ускорения

Относительное максимальное ускорение:

∆a=0.11 м/с²;

следовательно, принятое ускорение хорошо согласуется с расчетным 0,4-0,11=0,29 м/с².

Расчетная допустимая неточность остановки

∆S_доп.р.=∆S_доп.- ∆S_дто=(5-1)*10^-3=0,004 м;

где

∆S_дто=±1 мм – погрешность датчика точной остановки;

∆S_доп.=±5 мм – погрешность остановки согласно ГОСТа [Л-10]

Требуемые параметры остановочной механической характеристики определяются из:

где:

k_п=1.05 – поправочный коэффициент, учитывающий отклонения высших порядков.

Задаваясь значениями ∆V/V_по, вычисляем k₁, k₂, V_по.

Результаты вычислений вносим в таблицу 1.

;

∆V/Vпо		0,1	0,2	0,3
Vпо м/с	0,083	0,071	0,064	0,06
∆V мс		0,0071	0,0128	0,018
D= Vp/Vпо	15,1	17,6

Допустимый динамический момент при пуске и замедлении:

угловое допустимое ускорение.

Так как М_дин.д=23,5>2∆M_CT=3.53 нагрузка изменяется в широких пределах, необходимо применять регулируемый привод с ИП-регулятором скорости и задатчиком интенсивности первого порядка.

Диапазон изменения скорости принимаем D=25;

остановочная скорость V_по=0,06 м/с;

нестабильность скорости ∆V=1,5%.

Расчет мощности двигателя

Определим время полного цикла обработки единичного груза.

T_k=t₃+2t_k-2t₇=53.2+2*12.8-2*11.5=55.8 c.

Время работы двигателя перемещения тележки

Действительная продолжительность включения:

Рассчитаем нагрузочную диаграмму. Статические моменты при движении с грузом и без груза были рассчитаны ранее:

М_ст.min=5.77 нм;

М_ст.max=9.3 нм;

Моменты двигателя при пуске с грузом определим из выражения:

М_П=М_ст.max+J_EE;

где

J_E – суммарный момент инерции механизма;

Е – угловое ускорение двигателя.

J_E=k₃(m’₀+m_n)ρ²;

где:

k₃ – коэффициент запаса, учитывающий неизвестный на этапе предварительных расчётов момент инерции двигателя.

J_E=1,3*6580*0,008²=0,55 кг*м²;

Е=a/ρ=0.4/0.008=50 c^-2;

M_п1=9,3+0,55*50=36,8 нм;

Момент двигателя при торможении с грузом:

М_т1=М_{ст max}-J_EE=9.3-0.55*50=-18.2 нм;

Момент двигателя при пуске без груза:

М_п2=М_{ст min}+J_E’E;

где

J_E’=1.3*m_min*ρ²=0.34 кг*м²;

М_п2=5,77+0,34*50=22,8 нм;

Момент двигателя при торможении без груза:

М_т2=М_{ст min}-J_E’E=5,77-0,34*50=-11,25 нм;

По вычисленным величинам строим нагрузочную диаграмму (см. рис.6)

Эквивалентный момент двигателя

где:

t_п – время разгона;

t_т – время торможения;

t_у – время установившегося движения.

t_п=t_т=(T_k-t_у)/2=1,2 с;

Требуемая номинальная скорость вращения двигателя:

w_н=V_н/ρ=1,25/0,008=157 с^-1;

Требуемая мощность двигателя при ПВ_ном:

Р_тр.25%=М_экв.25%*w_н=1321 Вт.

Учитывая, что мы не принимали в расчете дополнительные потери, которые трудно учесть, от перемены кабеля, изменения сопротивления сцепления колес с рельсами, и др., принимаем двигатель ПБСТ-43 нормального исполнения.

Мощность P_н=2,8 кВт;

U_н=220В;

I_н=12,5 А;

кратность перегрузок I_max/I_н=4;

w_y=157 c^-1=1500об/мин;

М_н=17,1 нм;

I_дв=0,18 кг*м²;Сопротивление якоря R_я=0,672 Ом;

Индуктивность якоря L_я=0,013 Гн;

Передаточный коэффициент при номинальном потоке сФ_ном=1,37 В*с/рад;

Коэффициент передачи тахогенератора К_тг=11 В*с/рад.