Выбор электропривода

Выбор двигателя и редуктора. Резание на токарно-отрезных станках. Работа двигателя при торцевой подрезке. Расчет статических и динамических усилий в механизме и построение упрощенной нагрузочной диаграммы. Расчет потребной мощности и выбор двигателя.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 25.01.2012
Размер файла 289,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Выбор двигателя и редуктора

1.1 Время резания

Изменение времени резания на токарно-отрезных станках зависит от длины обработки, которую можно выразить через изменение радиуса обрабатываемой детали:

с

-скорость резания, м/с; - поперечная подача резца, м/об; , - максимальный и минимальный диаметры детали при подрезке, м.

1.2 Время пуска и торможения

Время входа (пуск) и выхода (торможение) определяется заданным допустимым ускорением рабочего органа. При подрезке торца детали на токарно-отрезном станке . Регулировка скорости вращения шпинделя от минимального значения до максимального

об/с

об/с

производится в автоматическом режиме при подрезке торца детали с помощью ослабления магнитного потока двигателя.

с.

Работа двигателя при торцевой подрезке детали состоит из процессов запуска, резания, торможения и выключенного состояния при смене детали длительностью.

Рисунок 1

1.3 Время цикла работы

с.

1.4 Расчет статических и динамических усилий в механизме и построение упрощенной нагрузочной диаграммы

Процесс токарной обработки происходит при постоянстве мощности резания:

,

где - усилие резания, Н; - скорость резания, м/с; - скорость вращения шпинделя, об/c; - диаметр обрабатываемой детали, м.

Мощность при резании

Усилие, преодолеваемое приводом токарного станка на холостом ходе, определяется коэффициентом постоянных потерь в двигателе и передачах :

Н

Момент инерции сплошного цилиндрического тела (колеса, шкива, винта, барабана и др.) определяется по формуле, кгм2:

,

где - масса цилиндра, кг; - диаметр основания цилиндра (для ходового винта средний диаметр резьбы ), м; - высота цилинра (длина ходового винта ), м; - плотность цилиндра, для стали кг/м3.

Полный момент рабочего органа определяется суммой статического и динамического моментов, Нм:

,

двигатель редуктор станок торцевой

1.5 Расчет потребной мощности и выбор двигателя

Мощность двигателя определяется по расчетной мощности при резании с некоторым запасом при выбросах в динамических режимах и пересчетом на стандартную продолжительность включения (рис 2).

Вт

где

=34% - стандартная продолжительность включения, - коэффициент запаса.

При выборе двигателя необходимо проверить его возможность работы на повышенных скоростях, т.е. условие обеспечения требуемого диапазона регулирования скорости:

Регулировка скорости двигателя производиться в автоматическом режиме при подрезке торца детали с помощью ослабления потока.

1.6 Определение требуемого передаточного отношения и выбор редуктора

После определения мощности двигателя при неизвестном передаточном числе редуктора по каталогу подбираю несколько двигателей с различными скоростями; данные в таблице 1

Таблица 1

Тип двигателя

, Вт

, об/м

, об/м

, кг м2

iтр

iопт

iф

Д-806

16 кВт

710

2600

1

28,16

10,52

28

Где - требуемое передаточное число;

- оптимальное передаточное число;

- момент инерции якоря двигателя с вращающимися элементами кинематических передач на его валу;

Выбираю двигатель «Д-806», его номинальные данные:

Мощность 16 кВт,

Частота вращения 710 об/мин;

Ток Iн= 84 А;

Магнитный поток 25 мВб;

Сопротивление якорной цепи 0,1085 Ом;

Максимальная частота вращения двигателя 2600 об/мин;

Момент инерции якоря 1 кг м2;

Режим ПВ=40%;

Сопротивления даны при температуре .

Отклонения фактического передаточного отношения от требуемого значения:

1.10 Фактические величины

Вт

с

Нагрузочная способность и выбор редуктора

Требуемая мощность выбираемого редуктора:

Вт,

где - коэффициент режима работы, - коэффициент нагрузки.

Выбираем редуктор РЦТ:

Передаточное число 28; частота вращения 700 об/мин;

Мощность редуктора 14,9 кВт;

Межосевое расстояние 600 мм.

2. Расчет статических характеристик электропривода

2.1 Коэффициент пропорциональности между ЭДС двигателя и его скоростью

В с;

Где

Ом - общее сопротивление якорной цепи двигателя, - температурный коэффициент, Ом/С0; - температура, при которой даны значения сопротивления в каталоге, С0; - допустимая температура нагрева.

Номинальный электромагнитный момент двигателя, Н м:

Момент двигателя при прямом ходе и полной нагрузке (при резании), Нм:

,

где - рабочая скорость двигателя при резании, с-1.

- КПД двигателя при частичной загрузке, - КПД двигателя, - мощность сети; - коэффициент потерь; .

Ток якоря двигателя при резании, А:

Далее находится скорость идеального холостого хода двигателя (с-1) при резании (с полной нагрузкой и рабочей скоростью):

Минимальная скорость резания (при заданном диапазоне регулирования D), с-1:

При подрезке торца детали на токарно-отрезном станке скорость двигателя увеличивается по мере уменьшения диаметра обработки за счет ослабления магнитного потока. В результате процесс резания происходит с постоянной мощности резания, или, что то же самое, с постоянной мощностью на валу двигателя . При увеличении скорости в D=3 раза момент двигателя соответственно уменьшается в 3 раза. Тогда необходимо ослабить магнитный поток двигателя также в 3 раза:

Следует принять В и Ом.

Скорость идеального холостого хода двигателя при обратном холостом ходе стола, с-1.

Ток якоря при резании сохраняет свое значение, поскольку

Электромагнитный момент при резании изменяется от максимального до минимального значений:

Н м

Н м

2.2 Пуск

При питании двигателя непосредственно от сети используется реостатный пуск. Для приводов с частыми пусками и реверсами применяется форсированный пуск с максимальным пусковым моментом, ограничиваемым допустимым током по условиям коммутации - .

При предварительных расчетах пускового реостата для двигателя средней мощности число ступеней принимается равным трем.

Необходимые формулы для расчета пусковой диаграммы:

А

; ;Ом

А

Ом

Ом

Ом

3. Расчет переходных процессов и построение полной нагрузочной диаграммы электропривода

3.1 Расчет параметров, определяющих динамику электропривода

Величину электромеханической постоянной времени (с) можно определить графически по линейным приращениям скорости и момента на механической характеристике двигателя.

Для ДПТ возможен аналитический расчет по его параметрам:

,

где - сопротивление якорной цепи, включающее активное сопротивление обмоток ДПТ и добавочное сопротивление .

Электромагнитная постоянная времени якорной цепи электропривода постоянного тока, с:

,

где - индуктивность обмоток якоря ДПТ, Гн;

Здесь - число пар полюсов;, , - номинальные данные двигателя;- коэффициент для компенсированных машин.

3.2 Общие сведения о расчете переходных процессов

Уравнения для скорости, момента и тока (при ) двигателя при его питании от сети будут иметь вид:

,

,

где - установившаяся скорость вращения двигателя при статическом моменте (токе ); , , - значения угловой скорости, момента и тока двигателя в начале переходного процесса.

Время переходного процесса по выражениям (4.2) - (4.4) определяется по формуле:

,

где - значение момента двигателя в конце переходного процесса.

Расчет переходных процессов для 3х ступеней пускового реостата.

Первая ступень.

;; ; ; ;

Изменяя от 0 до 0.225 получаю координаты переходных процессов первой ступени реостатного пуска.

t

щ

I

0

0

280

0,0225

2,94

269,1

0,045

5,73

258,8

0,0675

8,37

249,06

0,09

10,87

239,81

0,1125

13,24

231,05

0,135

15,48

222,75

0,1575

17,61

214,88

0,18

19,63

207,43

0,2025

21,54

200,37

0,225

23,35

193,68

Вторая ступень.

;; ; ; ;

Изменяя tп2 от 0 до 0.155 получаю координаты переходных процессов второй ступени реостатного пуска.

t

w

I

0

24

280

0,0155

25.8

269.4

0,031

27.6

258.8

0,0465

29.3

249.2

0,062

30.9

240.1

0,0775

32.5

231.6

0,093

33.9

223.4

0,1085

35.3

215.4

0,124

36.6

208

0.1395

37.8

200

0,155

39

194.3

Третья ступень.

;; ; ; ;

t

w

I

0

38

280

0,0107

39.5

269.3

0,0214

40.8

259.1

0,0321

42.1

249.4

0,0428

43.4

240.3

0,0535

44.5

231.7

0,0642

45.6

223.5

0.0749

46.7

215.7

0.0856

47.8

208.3

0.0963

48.7

201.3

0,107

49.6

194.7

Изменяя tп3 от 0 до 0.107 получаю координаты переходных процессов третьей второй ступени реостатного пуска.

Естественная характеристика.

;; ; ; ; ;

t

w

I

0

50

280

0,1

61,1

183,4

0,2

67,2

130.2

0,3

71,4

100.3

0,4

73,1

83.6

0,5

74,3

74.4

0,6

75,7

68.7

0,7

75,8

66.5

0.8

75,8

64.3

0.9

75,9

63.2

1

76,02

63

Прием нагрузки.

При расчете переходных процессов в режиме торцевой подрезки детали на токарном станке следует учитывать изменение скорости вращения и момента двигателя от времени. Легче всего выразить скорость двигателя от изменения диаметра обработки:

.

Зависимость времени обработки детали от максимального диаметра детали до какого-либо значения можно определить как:

.

Расчет переходных процессов следует вести, задаваясь значениями диаметра обработки от до (10 значений) и определяя время обработки и скорость двигателя по выше приведенным формулам.

При изменении время будет изменяться от 0 до 94. Теперь можно построить графики переходных процессов при приеме нагрузки.

;; ; ; ; ;

t

w

I

0

76,1

62,4

0.18

230.5

71

0.36

271

73.3

0.54

282

73.9

0,72

285,8

74.1

0,9

286.7

74.2

1.08

286.9

74.2

1.26

286.9

74.2

1.44

286.9

74.2

1.62

286.9

74.2

1.8

287

74.2

Торможение.

Тормозные режимы работы электропривода используются для уменьшения скорости двигателя вплоть до его полной остановки, а также ограничения скорости на требуемом уровне.

Режим электродинамического торможения, производимого по прямолинейной механической характеристике двигателя, описывается уравнениями. Скорость определяется по статической характеристике динамического торможения при соответствующем моменте нагрузки , т.е. . Величину можно рассчитать аналитически по выражениям, приведенным в [18]. Время торможения от начальной скорости до полной остановки определяется по формуле:

с-1

Значение тока в начале торможения для обеспечения нормальной работы коллектора ограничивают на уровне, А:

Определяется необходимое сопротивление динамического торможения, Ом:

Электромеханическая постоянная времени при торможении, с:

Электромагнитная постоянная времени при торможении, с:

Т.к. , то рассчитываются только механические процессы при торможении по формулам:

t

w

I

0

287

-224

0,28

236,6

-185,2

0,56

192.8

-150,8

0,84

154,4

-120,5

1,12

121,4

-95,5

1,4

93,4

-72,8

1.68

68,6

-53,9

1.96

46,7

-36,1

2,24

28.7

-22

2,52

11.4

-9,3

2.8

0

0

Вывод

При курсовом проектировании я знакомился с практическими методами определения нагрузок и моментов инерции производственных механизмов, приобрел навыки расчета переходных процессов, построения нагрузочных диаграмм электропривода, выбора мощности двигателей производственных механизмов, разработки принципиальных электрических схем электропривода.

При проектировании глубже изучил основную и специальную литературу по автоматизированному электроприводу, ознакомился с серийно выпускаемым электрооборудованием (электродвигателями, преобразователями, аппаратурой управления и др.), освоил распространенные методы расчета электропривода, выбора электрооборудования, а также проверки корректности такого выбора путем оценки статических, динамических и энергетических показателей электропривода.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Описание металлической заготовки детали, выбор станка. Расчет и построение нагрузочной диаграммы главного электропривода. Проверка электродвигателя главного электропривода по нагреву. Построение нагрузочной диаграммы и тахограммы привода подачи.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 12.04.2015

  • Предварительный выбор двигателя, его обоснование и проведение необходимых расчетов. Построение тахограммы и нагрузочной диаграммы. Проверка двигателя по нагреву и на перегрузочную способность. Разработка принципиальной электрической схемы электропривода.

    курсовая работа [823,5 K], добавлен 10.05.2014

  • Механические буровые установки глубокого бурения. Выбор двигателя, построение уточненной нагрузочной диаграммы. Расчет переходных процессов в разомкнутой системе, динамических показателей электропривода и возможности демпфирования упругих колебаний.

    дипломная работа [4,5 M], добавлен 30.06.2012

  • Расчет моментов статического сопротивления, выбор редуктора, двигателя, преобразователя частоты. Требования, предъявляемые к электроприводу. Расчет приведенных статических моментов и коэффициента жесткости. Проверка двигателя по производительности.

    курсовая работа [651,4 K], добавлен 28.11.2012

  • Режимы работы крановых механизмов. Выбор типа электропривода, двигателя и силового преобразователя. Общие сведения о применениях различных электроприводов, расчет тахограммы и нагрузочной диаграммы. Проверка выбранного двигателя по нагреву и перегрузке.

    дипломная работа [2,7 M], добавлен 08.03.2015

  • Расчет нагрузочной диаграммы для электропривода механизма подъёма, мощности асинхронного двигателя с фазным ротором. Светотехнический расчёт общего равномерного освещения, выбор типа светильника и мощности лампы, размещение светильников на плане.

    контрольная работа [156,5 K], добавлен 05.04.2011

  • Выбор топлива и основных показателей работы для двигателя внутреннего сгорания. Тепловой расчет проектируемого двигателя для режима максимальной мощности и по его результатам построение индикаторной диаграммы и внешней скоростной характеристики.

    контрольная работа [187,4 K], добавлен 12.01.2012

  • Выбор двигателя и редуктора, расчет схем включения двигателя, расчет и построение его естественной и искусственных механических характеристик при пуске и торможении. Анализ способа расчета переходных режимов при пуске и торможении электропривода.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 12.04.2013

  • Предварительный выбор мощности и типа электродвигателя. Расчет и построение статических естественных механических характеристик электродвигатели для различных режимов его работы. Выбор электрической схемы электропривода и ее элементов, проверка двигателя.

    курсовая работа [426,9 K], добавлен 17.10.2011

  • Выбор двигателя привода редуктора, определение номинальной мощности двигателя, передаточных чисел, силовых и кинематических параметров привода. Проектный расчет закрытой зубчатой передачи. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов на тихоходном валу.

    курсовая работа [182,1 K], добавлен 22.04.2019

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.