![]() |
Разделы
![]() Рекомендуем
|
Автоматическая электрика Структура электропривода мости 7 и 2 на рис. 2.1, б) или сухого трения (зависимость 3). В последнем случае при изменении направления движения реактивный момент (сила) сухого трения скачком изменяет свой знак. 2.2. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА Механическая часть элек: ропрнвода представляет собой, как правило, сложную электромеханическую систему, состоящую из инерционных тел - роторов (якорей) электро- собой части электропривода могут совершать движение с разными параметрами (с различными скоростями) либо движение различного вида, как, например, в подъемных установках с вращательным электродвигательным устройством исполнительный орган движется поступательно. На рис. 2.2 приведены характерные кинематические схемы ряда механизмов с электродвигателями вращательного движения. На этих схемах стрелками показаны направления движения отдельных звеньев кинемати ческнх цепей и действующих на них моментов или сил. В ограниченном числе случаев рабочий орган исполнительного механизма ![]() Рис. 2.2. Кинематические схемы электроприводов о вращательным движением исполнительного органа (а и 6) в случае безредукторного электропривода (а) и при наличии передач (6) и с поступательным двнжеинм исполнительного органа в случае механизма типа колесо г- опора (в), ходовой винт < гайка (г), барабан - канаты (д). двигателей вращательного движения, бегунов линейных двигателей, соединительных муфт, редукторов, различного рода шкивов, звездочек, барабанов, ходовых колес, подъемных сосудов, шпинделей, валков и т. п., связанных между собой упругими звеньями - канатами, цепями, ремнями, валопроводами и т. п.; при этом различные связанные между непосредственно связан с валом электродвигателя, как это показано, например на рис. 2.2, а. К таким механизмам относятся насосы, вентиляторы, электрошпиндели и др. В подавляющем же большинстве случаев электропривод содержит передаточное устройство, состоящее из устройств различного типа, как это показано, например, на рис. 2.2] Расчетные схемы механической части электропривода 2.2, б, где в кинематической схеме шпинделя металлорежущего станка используются клиноремениая передача и редуктор с переменным передаточным отношением (коробка передач). В механизмах, в которых исполнительный орган совершает поступательное движение, помимо редукторов используются устройства типа ходовое колесо - опора (рис. 2.2, в), ходовой винт - гайка (рис. 2.2, г), шестерня - зубчатая рейка, барабан - канат (рис. 2.2, д), канатоведущий шкив - канаты, звездочка - цепь и т. п. Для анализа механической части электропривода реальный механизм заменяют ди-намнчески эквивалентной, приведенной ..расчетной схемой, состоящей из дискретных (сосредоточенных) инерционных элементов, соединенных между собой упругими связями, и обладающей таким же энергетическим запасом, как и реальная система. Здесь под дискретным инерционным элементом понимается тело, обладающее свойствами инерции, податливостью которого можно пренебречь. Под упругой связью понимается упругое звено, массой которого можно пренебречь, т. е. имеются в виду так называемые невесомые упругие связи, характеризующиеся постоянным коэффициентом жесткости и линейной восстанавливающей силой. При деформации упругих звеньев имеет место рассеяние (диссипапия) механической энергии, обусловленное силами внутреннего трения, называемыми диссипативными силами, которые пропорциональны разности скоростей перемещения соседних дискретных масс. В приведенной расчетной схеме все инерционные элементы осуществляют один вид движения - либо вращательное, либо поступательное. При этом они располагаются на какой-нибудь одной упругой связи или, как принято говорить, приводятся к одной связи. Расчетные параметры можно приводить к любому заранее выбранному месту кинематической схемы механизма, к любому упругому ее элементу. Если приведение производится к какому-нибудь валу механизма, то получается расчетная приведенная схема вращательной системы, в которой все массы имеют общую геометрическую ось. В такой системе нагрузки характеризуются крутящими моментами М, инерционные элементы - моментами инерции /, упругие элементы - коэффициентами жесткости при кручении (крутильной жесткостью) ср. Если приведение производится к какому- либо поступательному движущему элементу (штанга, рейка, ходовой винт, канат, цепь и т. п.), то получается расчетная приведенная схема поступательного движения, в которой нагрузки характеризуются силами F, инерционные элементы - массами т, упругие элементы - коэффициентами жесткости при растяжении или сжатии (линейной жесткостью) Сд. Приведение дискретных инерционных элементов выполняется, исходя из равенства кинетических энергий приводимого и приведенного инерционного элементов; приведение коэффициентов жесткости - из условия равенства потенциальных энергий; приведение моментов и сил - из равенства соответствующих секундных работ, т. е. мощностей. Формулы приведения параметров А-го звена, совершающего вращательное движение, и q-TO звена, совершающего поступательное движение, сведены в табл. 2.1. Таблица 2.1. Приведение параметров в расчетной приведенной системе К вращательной К поступательной прА = <РА <Рпр9 = *<?/np9 npft = < пр<7= V%9 npft = ft np9 = Vnp9 hp* = ft/4 np9 = %np(? кр, npA = кр*/ кр. про = = лдпр* npft npft < ft npft ftnpft *npft = npS npft npft = ft/*np* л. npft - крл/пр* npft = k/npk В табл. 2.1 приняты обозначения: ij, - передаточное отношение передач, установленных между валом, к которому осуществляется приведение, и валом k-ro вращательного элемента; R pg - радиус приведения 9-го движущегося поступательно элемента к валу приведения. Для устройства, преобразующего вращательное движение в поступательное, типа колесо - опора, шестерня - рейка, звездочка - цепь, шкив - канат, барабан- канат Rnq = DI2iq; для ходового винта /?np = h/2ni, где D - диаметр обода колеса, шкива, барабана, делительной окружности шестерни, звездочки, м; h - шаг резьбы ходового винта, м; 1д - передаточное отношение передач между валом приведения и валом колеса, барабана, звездочки и т. п.; в случае наличия передач в устройстве, осуществляющем поступательное движение (например, полиспаста на рис. 2.2, 3), Rapg ~ = D /2igi , где tn - передаточное отношение полиспаста; ijnpft - радиус приведения k-ro вращательного элемента к поступательному движущемуся элементу (определяется аналогично Rnpq)- Приведение элементов механической системы осуществляется к тому звену кинематической цепи, закон движения которого представляет интерес в условиях решаемой задачи. В теории электропривода, как правило, рассматриваются расчетные схемы вращательного движения, приведенные к валу двигателя. При исследовании законов движения исполнительного органа в ряде случаев удобнее осуществлять приведение к валу исполнительного органа. В случае поступательного движения последнего рассматривается расчетная схема поступательного движения. На рис. 2.3, а - д изображены расчетные схемы вращательного движения, соответствующие кинематическим схемам, показанным на рис, 2.2. Кроме того, для рис. 2.2, д показана также расчетная схема по- ступательного движения (рис. 2.3, е). Инер- :ти и коэффициен-риведены к валу цнонности, нагрузки, скорости и коэффициен ты упругости на рис. 2.3 при двигателя. Как видно из п1киведеииых расчетных схем, механическая часть электропривода представляет собой сложную систему, состоящую из значительного числа дискретных ![]() Таг ность упрощения Э1шивалентных расчет-ных схем путем уменьшения числа дне- кретных инерционных элементов и упругих связей. Во всякой механической системе можно выделить характерные парциальные звенья двух типов: рис. 2.4, а - дискретный инерционный элемент с двусторонними упругими
ci gCmI cg ppj сд ppj СД. j-j c mr J Jmi j, J-3 gj Jit JmM ![]() ![]() Jg Js сг m д JTL nf n ir Frp-gmrp Рис. 2.3. Расчетные вращательные схемы (а - д) механической части электроприводов по рис. 2.i и поступательная схема (е) для рис. 2.2, д. инерционных элементов (/ или т), соединенных упругими невесомыми связями - соответственно Скр или Сд. Исследование динамики таких систем затруднительно и не всегда ращюнально, так как даиамические свойсша механической части электропривода определяются главным образом низшими частотами; В связи с этим имеется возмож- связями; рис. 2.4, 6 - два дискретных инерционных элемента с общей упругой связьр. Схема замены звена типа а на звеио тип б показана На рис. 2.4, а и соответственно звена типа 6 иа звено типа а - на рис, 2.4, 6. Для того чтобы вставленное пар-циальное звено оказывало на механическую систему такое же динамическое воздействие.
|
© 2010 KinteRun.ru автоматическая электрика
Копирование материалов разрешено при наличии активной ссылки. |