![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Глава 1. Кинематические схемы механической части электропривода. Типовые нагрузки
Механическая часть электропривода включает в себя все связанные движущиеся массы: двигателя (ротор, якорь), передаточного устройства (редуктор, муфта, шестерённая клеть, универсальные шпиндели и т.д.), исполнительного механизма производственной машины (прокатные валки, барабаны летучих ножниц, намоточно-размоточные устройства, ролики рольгангов, рабочее колесо вентилятора и т.п.). На рис. 1.1 приведен пример обобщенной механической части электропривода.
Рис. 1.1. Обобщенная механическая часть
К ротору (якорю) двигателя с моментом инерции Непосредственное представление о движущихся инерционных массах и механических связях между ними даёт кинематическая схема электропривода [1]. Несмотря на большое многообразие конкретных электроприводов, они обладают общими особенностями, которые можно установить, рассмотрев ряд характерных примеров. Для количественной характеристики нагрузки используется механическая характеристика механизма. Она представляет собой зависимость силы, момента от скорости
где
Ниже приводится на примерах классификация электромеханических систем по виду механической характеристики производственного механизма Центробежный вентилятор. Кинематическая схема дана на рис. 1.2. Возможны два варианта: редукторный и безредукторный электропривод.
Рис. 1.2. Кинематическая схема электропривода вентилятора
В безредукторном приводе все элементы кинематической схемы вращаются с одинаковой угловой скоростью Зависимость момента сопротивления механизма от скорости вентилятора определяется формулой (1.2) и представлена на рис. 1.2.
где
При Электропривод механизмов с зависимостью
где Такой зависимостью обладают диссипативные силы и моменты вязкого трения, возникающие при деформации упругих тел (валов при их скручивании, пружин, канатов и т.д.). Зависимость
Рис. 1.3. Механизмы с
Характеристику типа рис. 1.3, в имеет механизм привода генератора постоянного тока с независимым возбуждением, нагруженным на внешнее сопротивление У большой группы механизмов момент нагрузки практически не зависит от скорости, т.е. На рис. 1.4 представлена кинематическая схема электропривода валков прокатной клети стана горячей прокатки и схема сил по определению момента.
Рис. 1.4. Кинематическая схема группового электропривода валков прокатного стана (а) и схема к определению момента прокатки (б), зависимость
Момент, необходимый для вращения валков при простой прокатке [3]
где
Или
где Полное давление на валок можно определить как
где
Величина среднего удельного давления зависит от многих факторов (химического состава металла, температуры, величины обжатия При определении
где
Соотношение
В уравнении (1.5)
где Так как при этом
где Момент, необходимый для привода валков прокатного стана
где
Момент добавочных сил трения
где
второй член в уравнении (1.12) – момент трения в передаточном устройстве стана;
Момент холостого хода Динамический момент, который возникает в периоды изменения скорости (пуск, торможение, наброс и сброс нагрузки), определяется как
где
На рис.1.4, в приводится механическая характеристика механической части прокатного стана типа сухого трения при Другой разновидностью механизмов с
Рис.1.5. Кинематическая схема одноконцевой подъёмной лебёдки На схеме двигатель К механизмам с нагрузкой, не зависящей от скорости, относятся и механизмы подач металлорежущих станков при постоянстве подачи (токарные, продольно строгальные и.т.п.). Некоторые токарные, расточные, фрезерные и другие металлорежущие станки, намоточно-размоточные механизмы бумагоделательной, кабельной и металлургической промышленности обладают нелинейной механической характеристикой, у которых момент сопротивления изменяется обратно пропорционально скорости, а мощность, потребляемая механизмом, остаётся постоянной. В этом случае
На рис.1.6, а приведена кинематическая схема механизма моталки стана холодной прокатки. При постоянстве натяжения
где
Рис.1.6. Кинематическая схема электропривода моталки (а) и зависимость
У большой группы производственных механизмов момент нагрузки зависит от углового положения вала На рис.1.7. приведена кинематическая схема механизма качания кристаллизатора (а) и график результирующего момента (б) на валу эксцентрика (в безредукторном приводе – на валу двигателя).
Рис.1.7. Кинематическая схема механизма качания кристаллизатора и зависимость момента нагрузки
Механизм качания кристаллизатора [4] представляет собой сварную С-образную раму (6), опирающуюся на параллелограмное устройство, состоящее из ведущего (5) и кинематического (9) рычагов. Привод механизма качания состоит из эксцентрикового вала (3), шатуна (4), муфты (2) и электродвигателя (1). Эксцентриковый вал сменный с эксцентриситетом 2, 4, 6 мм. Частота качаний кристаллизатора 2 Гц. Зависимость Рассмотренные нагрузки механизмов по характеру можно классифицировать на реактивные и активные. Реактивные моменты (силы) возникают в производственных механизмах как реакция на движение; они всегда препятствуют движению, сами вызвать движение не могут и меняют свой знак при перемене направления вращения (рис. 1.8, а).
Рис.1.8. Моменты сопротивления реактивные (а) и активные (б)
Активные моменты (потенциальные) (рис. 1.8, б) характеризуются неизменностью их направления при изменении знака скорости рабочего органа механизма и сами могут вызвать движение. Это механизмы, у которых основная составляющая момента (усилия) определяется силой тяжести перемещаемых грузов. Знание нагрузок на рабочем органе механизма в различные временные периоды позволяет рассчитать и построить так называемую нагрузочную диаграмму механизма
|