Определение динамических параметров, приведенных к валам механизма подъема

Практическое  занятие №1

 

Определение динамических параметров, приведенных  к валам механизма подъема

 

Теория: вспомним правила приведения динамических параметров (моментов инерции, масс и др.) и определения  их суммарных значений.

1. При приведении масс и моментов инерции от двигателя в сторону исполнительного органа механизма нужен соответствующий параметр каждого учитываемого элемента умножить на квадрат передаточного числа между данными элементами и местом приведения и полученные таким образом значения параметров сложить.
2. При приведении масс и моментов инерции от исполнительного органа в сторону двигателя нужны соответствующие параметры каждого учитываемого элемента разделить на квадрат передаточного числа между данным элементом и местом приведения и полученные значения параметров сложить.

Пример 1.

Для механизма подъема, изображенного  на рис. 1, определить суммарные динамические параметры, приведенные к валу двигателя, выходному валу редуктора, барабану и грузу.

Рисунок 1. Схема механизма подъема груза.

1-двигатель; 2-редуктор; 3-муфта; 4 –барабан; 5-полиспаст.

Дано: Момент инерции  вращающихся масс двигателя и  соединенных с ним элементов  привода  кг∙м² ; момент инерции фрикционной муфты кг∙м² ; момент инерции барабана кг∙м² ; сила тяжести груза Н; передаточное число редуктора №2 ; передаточное число первой открытой зубчатой передачи то же, второй открытой зубчатой пары ; радиус барабана мм; кратность полиспаста №5 .

Решение.

1. Находим суммарные значения моментов инерции, приведенных к валу двигателя:

 

к выходному  валу редуктора

и к барабану

2. Определяем суммарную приведенную к грузу массу вращающихся частей привода и груза:

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая  работа №2

 

Определение перегрузки механизма передвижения крановой тележки при пуске ее в нагруженном состоянии

 

Основными массами в механизме  являются массы ротора двигателя, моторной муфты, с одной стороны, и тележки  с грузом – с другой, поэтому схему механизма можно представить в идее двухмассовой системы   (рисунок 1). Для удобства приведения момент двигателя и сопротивление передвижению выражаем в виде сил. Тогда в расчетных формулах все угловые величины заменяются соответствующими линейными.

 

 

Рисунок … Действительная (а) и приведенная (б) схемы механизма передвижения крановой тележки:

1-двигатель; 2-муфта; 3- редуктор; 4- ходовое колесо

 

Дано: грузоподъемность т; вес тележки т; двигатель механизма передвижения КПДН-2У (GD²)_д =0,5 кГм² , кВт; об/мин; максимальный пусковой момент , муфта тормозная мм, (GD²)_Т =0,3 кГм², редуктор , коэффициент полезного действия механизма ; ходовые колеса мм, (GD²)_К =2 кГм² .

Расчет 1. Определяем ускоряющую (избыточную) силу:

номинальный момент двигателя

 кГм.

максимальный  пусковой момент

 кГм.

пусковой момент, приведенный к оси ходовых колес,

 кГм.

максимальное  пусковое усилие, приведенное к радиусу  ходовых колес,

 кГ.

усилие сопротивления  передвижению тележки

 кГ.

ускоряющая (избыточная) сила

 кГ.

2. Определяем массу движущихся элементов, приведенную к радиусу ходовых тележки, и массу ходовых колес и груза:

 кГсек²/м.

масса движущихся частей механизма

 кГсек²/м.

Где - коэффициент, учитывающий массы валов и зубчатых колес (обычно ).

3. Вычисляем по формуле максимальное усилие, воспринимаемое механизмом при пуске,

  кГ.

коэффициент перегрузки равен

По данным предыдущего  примера найдем перегрузку механизма  при пуске его без предпусковой ступени.

Расчет 2. Определяем по формуле максимальное усилие, воспринимаемое механизмом при пуске,

 кГ.

2. Перегрузка

,

т.е. в 1,4 раза больше чем при пуске с предпусковой ступенью.

По данным предыдущего  примера вычислим перегрузку механизма  при пуске по точным формулам (с учетом обратной связи). Дополнительные данные: трансмиссионный вал d=3,5мм, колея l=1,82 м.

Расчет 3. Определяем жесткость механизма (принимаем в расчет трансмиссионный вал, как наиболее упругий).

Угловая жесткость

 кГм.

Приведенная (к  радиусу ходовых колес) линейная жесткость

 кГ/м.

2. Вычисляем скорость холостого хода тележки:

 м/сек.

3. Находим вспомогательные величины по формулам (для случая пуска с предпусковой ступенью):

;

;

;

.

По формуле  находим,

 сек.

4. Определяем по формуле максимальное усилие, воспринимаемое механизмом при пуске при наличии предпусковой ступени:

 

Перегрузка 

5. Вычисляем по формулам вспомогательные величины (для случая пуска предпусковой ступени):

;

Далее

Подбором находим  сек.

6. Заменяя угловые величины линейными, по формулам (),() находим

 м/сек.

 м/сек².

7. с
8. Определяем по формуле максимальное усилие, воспринимаемое при пуске (при отсутствии предпусковой ступени):

Перегрузка  т.е. в 1,28 раза больше чем при пуске с предпусковой ступенью.

Приведенные примеры  показывают, что наличие предпусковой ступени существенно снижает максимальную нагрузку механизмов при пуске, а приближенный метод определения максимальных нагрузок механизмов дает завышенные результаты.