Приводной двигатель

Ременная передача может бьпь выполнена с самонатяжением ремня, т. е. с увеличением натяжения пропорционально нагрузке, что резко увеличивает КПД передачи, ресурс ремня и подшипников. Для этого приводной электродвигатель должен быть выполнен качающимся вокруг оси, смешенной по отношению к оси ротора (рис. 14.16). Ремень натягивается вследствие поворота двигателя при возрастании силы в ведущей ветви ремня.

Программа спектрального анализа должна выделять из сигналов, получаемых с датчиков напряжений и токов статора двигателя, гармоники и использовать эти данные для дальнейшего исследования математической модели. Для составления математической модели системы преобразователь частоты - двигатель — механизм приводной электродвигатель разделяется на п элементарных электрических машин по длине зазора и на от машин по окружности зазора с предположением, что связь между п машинами отсутствует. Затем составляются уравнения напряжений для каждой элементарной машины, причем составляются субматрицы напряжений, сопротивлений и токов, которые затем сводятся в формулу закона Ома [94].

Программа спектрального анализа должна выделять из сигналов, получаемых с датчиков напряжений и токов статора двигателя, гармоники и использовать эти данные для дальнейшего исследования математической модели. Для составления математической модели системы преобразователь частоты - двигатель — механизм приводной электродвигатель разделяется на п элементарных электрических машин по длине зазора и на m машин по окружности зазора с предположением, что связь между п машинами отсутствует. Затем составляются уравнения напряжений для каждой элементарной машины, причем составляются субматрицы напряжений, сопротивлений и токов, которые затем сводятся в формулу закона Ома [94].

Рассмотрим пример. Машинный агрегат имеет следующие параметры: приводной электродвигатель — асинхронный с корот-козамкнутым ротором типа АО 52-4 (Р = = 7 кет; со0 = 157 рад!сек; Та = 0,0214 сек; v = 7,87-10-3 кГ1-м~1); /i = 7,14-10-3 кГмсек2; /2 = 3,57-10~3 кГмсек; Kk = 300 рад/сек; гр = 1,5; Т„ = 0,01324; Я0 = 59,46

10 — магистраль низкого давления; // — приводной электродвигатель

Рис. 15. Функциональные схемы гидроприводов вращателыюго движения: а — с объемным регулированием (1 — насос переменной производительности; 2 — предохранительные клапаны; 3 — клапаны подпитки; 4 — фильтры; 5 — гидродвигатель; 6 — перепускной клапан; 7 — гидробак; 8 — вспомогательный насос); б — дроссельного гидропривода (1 — приводной электродвигатель; 2 — насос переменной производительности; 3 — регулятор расхода; 4 — фильтры; 5 — обратный клапан; 6 — пневмогидроаккумулятор; 7 — переливной клапан; 8 — золотниковый механизм; 9 — гидродвигатеяь; 10 — охладитель масла; 11 — гидробак).

/ — насос переменной производительности; 2 — магистраль высокого давления; 3-~ предохранительные клапаны; 4 — клапаны подпитки; 5 — фильтры; 6 — гидродвигатель; 7—• перепускной клапан; 8 — гидробак; 9—вспомогательный насос; 10 ~ магистраль; // — приводной электродвигатель;

Кинематическая схема машины представлена на рис. 41, а общий вид — на рис. 42. Несущей деталью является станина /, на верхней строганой поверхности которой установлена шпиндельная коробка 21, Внутри станины смонтированы приводной электродвигатель 2 и исполнительные механизмы программирующего и нагружающего устройства, а также элементы электрооборудования.

составляющими сил сопротивления на рабочем органе (канатном барабане) и определять прочность всех элементов системы, а также и мощность двигателя, исходя только из чисто статических предпосылок. Однако, по мере увеличения скоростей подъема, динамические составляющие возросли до таких величин, что пренебрежение ими уже не гарантировало достаточной надежности конструкции. Эти динамические составляющие на первых порах определяли приближенно и сводили к предположению, что запуск машины происходит равноускоренно в течение ограниченного времени (3—4 сек), которое само по себе принимали без достаточных обоснований. Следующий этап уточнения расчетов потребовал рассмотрения динамической системы машины, включая и приводной электродвигатель, как единого целого, где наряду с чисто механическими параметрами (вес груза, жесткость"канатов) учитывали и пусковые характеристики электропривода, что позволило составить общие динамические уравнения запуска машин, принимая пока ее механическую систему абсолютно жесткой. Следующим этапом явился отказ от последнего допущения и учет упругих деформаций, имеющих место как в жестких (валах, передачах), так и в гибких (канаты) элементах грузоподъемных машин. Это направление наиболее полно отражено в работах М. С. Комарова [35].v

Активный захват 15 жестким штоком 13 соединен с плитой 12 и нижней ветвью овальной пружины 11. На фланец штока 13 можно устанавливать четыре сменных груза 14. Плита 12 тягами 10 соединена с якорем 9 электромагнитного возбудителя 8 колебаний, который укреплен на фланце 6 винта 2. Фланец связан тягами 7 с плитой 34, соединенной с верхней ветвью пружины П. Плита 34 центрируется по оси машины поперечиной 35. На колоннах 5 укреплена верхняя траверса 4, на которой находятся механизм 3 статического нагружения с ходовым винтом 2 и приводной электродвигатель 1. Механизм 3 используют также для изменения высоты рабочего пространства машины (расстояние между захватами для образца). У механизма статического нагружения есть ручной привод (не показан на рисунке).

а — однопоточная; 6 — двухпоточная; / — приводной электродвигатель; 2 — маховик; 3,— гидродвигатель; 4 — насос; 5 — переключатель тактов работы; 6 — гидроцилиндр; 7 — переливные клапаны; 8 — насос подпитки

Приведем следующий пример. Перед конструктором поставлена задача спроектировать зубчатую передачу (редуктор) как один из механизмов машинного агрегата, включающего приводной двигатель и исполнительный механизм (рис. IV. 1.1).

— запускают приводной двигатель насоса и выводят на заданный скоростной режим;

Определив среднее значение вращающего момента, нетрудно вычислить мощность на валу кулачкового механизма и подобрать приводной двигатель.

Разработана схема машины, включающей приводной двигатель, дифференциальный механизм и импульсный привод. На рис. 1 показана его принципиальная схема, состоящая из двигателя 1, кинематически жестко связанного через промежуточный вал 2 с полуосью 3 дифференциала 4. Барабан 5 является корпусом дифференциала или жестко связан с ним. Вторая полуось 6 дифференциала соединена с выходным валом импульсного привода 7, основным звеном которого являются неуравновешенные грузы 8 (дебалансы), получающие вращение от двигателя 1 через шестерни 9.

Прикладное значение последнего результата обусловлено тем, что к описанным выше динамическим системам относятся простые и планетарные зубчатые передачи, рассматриваемые с учетом основных упруго-инерционных факторов, определяющих их динамическое поведение. Кроме того, к системам рассматриваемого класса относятся составные машинные агрегаты типа «приводной двигатель — рабочая машина» с упруго соединенными подсистемами, динамически схематизируемые с использованием априорной информации о собственных спектрах сепаратных подсистем агрегата.

Если рассматривать самый общий случай, когда источниками возмущений является как приводной двигатель, так и рабочая машина, то целесообразный принцип синтеза динамических моделей составных частей машинного агрегата сохраняется. И в этом случае необходимо стремиться обеспечить локальные спектры указанных моделей имеющими наименьшее число различных по величине собственных значений. Можно показать, что полуопределенная и-мерная динамическая модель с предельно «коротким» спектром, содержащим одно нулевое и одно (п — 1)-кратное собственное значение v, должна иметь вид У^-модели или Ап-модели с упругими параметрами, удовлетворяющими соотношениям Cjo = v/j, / = 1, 2, . . ., п — для Г^'-модели;

Среди общего многообразия проблем динамики машин важное место занимают проблемы, относящиеся к машинным агрегатам. Под машинным агрегатом в теории машин и механизмов понимают систему, состоящую из приводного двигателя и рабочей машины. Таким образом, машинный агрегат включает связанные функциональным единством приводной двигатель (с системой регулирования и управления), передаточный механизм и рабочие органы машины, осуществляющие движение в соответствии с реализуемым технологическим процессом.

t — насос постоянной или регулируемой по давлению производительности; 2 — приводной двигатель; 3 — обратный клапан; 4 — гидроаккумулятор, регулирующий расход и давление на входе в дроссель; 5 — перепускной клапан; 6 — золотниковый механизм; 7 — гидродвигатель; 8 — фильтры; 9 — гидробак

Анализ выражений для экстремальных значений переходных функций относительной скорости выходного звена и момента сил упругости в соединении позволяет указать пути уменьшения динамических явлений при набросе нагрузки. В частности, для этого следует увеличивать момент инерции исполнительного звена /2> повышать демпфирование (т. е. увеличивать г)12), выбирать приводной двигатель с возможно меньшей постоянной времени Тд и большей скоростью идеального холостого хода со0.

Приводной двигатель (асинхронный с короткозамкнутым ротором) типа АО52-4 имеет параметры: Р = 7 кзт; пн — = 1440 об/мин; Га=Гэ=2,14Х Х10'2 сек; Т1М = 0,884- Ю'2 сек.

Пример. В качестве примера рассмотрим машинный агрегат главного движения специального фрезерного станка со следующими исходными данными: а) приводной двигатель (асинхронный с короткозамкнутым ротором) типа АО 63-6, ш„ = 104,72 рад/сек; Тд — 3,47- 10"a сек; v= 19,22- 10"* 1/кГ-м; б) — самотормозящаяся червячная передача, t'21 = 0,01667; к. п. д., найденный по средней скорости, т]12 — 0,35; коэффициент оттормаживания цл = 0,86; в) инерционные параметры; j[ = 0,02 кГ-м-сек?; }\ = 9,5 кГ • м -се/с2 (без учета приведения к валу двигателя); г) момент сопротивления Мс (t) (задан в соответствии с рис. 1, а)