Введення
Бурхливий технічний прогрес в області електротехніки та електроніки, що спостерігається в останні роки, призвів до суттєвих змін у теорії і практиці електричного приводу. Ці зміни насамперед стосуються створення нової елементної бази і технічних засобів автоматизації, швидкого розширення областей та обсягів застосування регульованого електроприводу, який переважно реалізується у вигляді тиристорного і транзисторного електроприводу постійного і змінного струму. Останнім часом все більший інтерес і розвиток отримує керований синхронний привод, що є самим перспективним видом електропривода по багатьом важливим показникам. Істотні зміни відбулися також у розвитку автоматичних систем керування електроприводами. Ці системи характеризуються переважним використанням принципів підлеглого регулювання, розширенням практичного застосування адаптивного управління, розвитком робіт по векторних принципам керування електроприводами з двигунами змінного струму, застосуванням аналогових і цифроаналогових систем управління на базі інтегральних мікросхем. Все ширше використовуються керуючі обчислювальні машини різних рівнів, розвиваються роботи про прямому цифровому управлінню електроприводами.
Метою даного курсового проекту є розробка електроприводу для механізму пересування візка, вибір оптимальної системи управління з урахуванням техніко-економічних показників, а також перевірка обраної системи на відпрацювання заданих переміщень.
1. Визначення режимів роботи механізму
1.1 Вибір основних параметрів
1. 1.1 Визначення режимів роботи крана
Режим роботи гакових опорних двох балочних кранів регламентовані ГОСТ 25711-83 (вантажопідйомність 5-50 т) і ГОСТ 24378-80 (гост на технічні умови).
За ГОСТ 25546-82 режим роботи для кранів, керованих з кабіни відноситься до групи 5К-7К [2].
Даний режим характеризується наступними особливостями; постійна робота з вантажами, близькими по масі до номінальних, з високими швидкостями, великим числом включень, високою тривалістю включення ПВ.
Такий режим характерний для механізмів технологічних кранів, цехів і складів на заводах з крупносерійним виробництвом, кранів ливарних цехів і механізми підйому будівельних кранів.
При інтенсивному використанні загальне число циклів роботи крана за термін його служби складає 500000 .. 1000000, що відповідає класу використання С6 згідно [1], табл. 1.2.6.
При постійній роботі крана з вантажем щодо великої маси, що наближається до номінальною клас нагружения відповідає Q4 [1], табл. 1.2.7.
Група режиму роботи крана визначається за відомим класом використання і класу нагружения крана. По таблиці 1.2.8 [1] вибираємо групу режиму 7К.
1. 1.2 Визначення режимів роботи механізму
Прихід пересування монорельсового підвісної транспортного робота. Схема кінематична.
Рис. 1
Для передачі обертового моменту з вала двигуна на редуктор
служить пружна втулочно-пальцева муфта з гальмівним шківом (МУВП-250) [1] (т. 2, табл.V.2.41, с. 308).
Тихохідний вал редуктора передає обертовий момент на ходові колеса через зубчасту муфту.
Редуктор конічний
Швидкість пересування візка: V max = 2 м/с
Діаметр ходового колеса (для вантажопідйомності 1т):
Dk = 0,2 м , [2] (табл. 12.17, с. 204), чому відповідає діаметр цапфи:
d ц = 0,05 м , [1] (т. 2, табл.V.2.43, с. 314).
h = 0.04 м - товщина колеса
Зробимо розрахунок статичного моменту двигуна
М СТДВ =,
де : k p - коефіцієнт, що враховує тертя об реборди ( k p = 2 ), [6]
(табл. П-6, с. 349);
G max - максимальна вага вантажу;
m - коефіцієнт тертя ковзання ( m = 0,02) , [6] (табл. П-4);
f - коефіцієнт тертя кочення ( f = 0.4 * 10 -3 ), [6] (табл. П-5);
h м - ККД механізму.
G max = m max * g = 900 * 9,81 = 8829 H ;
ККД механізму:
, 99 * 0,99 * 0,96 = 0,93,
де h МУВП = h ЗУБ . М = 0,99; h р = 0 , 96 [1] (Т. 2, табл.V.1.70, с. 237).
М СТДВ == 3,287 H * м;
Приймемо швидкість двигуна рівної 104,72 рад/с, так як в цьому випадку ми отримуємо самі маленькі масогабаритні показники на одиницю потужності.
Приймаємо найближчий число з ряду стандартних передавальних чисел редуктора
Розрахуємо допустиме прискорення при пуску, при якому не буде прослизання колеса:
коефіцієнт запасу зчеплення при роботі без вітрового навантаження.
коефіцієнт зчеплення приводних коліс з рейкою для закритих приміщень
- мінімальна навантаження на приводний колесо
Попередньо виберемо асинхронний двигун з короткозамкнутим ротором АІМ 80 А6 до умов експлуатації У5, з наступними параметрами:
P 2 = 0,75 кВт
W = 1000 об/хв
О· = 72,1%
cosφ = 0.74
s ном = 7%
I п/ I ном = 4,5
Мп/ M ном = 1,8
М min /Мном = 1,2
М max /Мном = 2
J дв = 0,0034 кг * м 2
Визначимо приведений до валу двигуна момент інерції механізму:
J пр.мех =
Сумарний момент інерції буде визначатися як
Розрахуємо момент інерції колеса
Тепер порахуємо допустиме кутове прискорення при якому не буде прослизання колеса
1.2 Розрахунок навантажувальних характеристик і вибір двигуна
Розрахуємо швидкість дотягіванія, при якій буде забезпечуватися потрібна помилка позиціонування 0,005 м
З запасам приймаємо швидкість дотягіванія на 35% рівної 0,05 м/с
Задамося часом дотягіванія Т = 1с і лінійним прискоренням
Визначимо параметри робочого циклу при проходженні першого ділянки без зупинки (S = 4 м):
Характеристики робочого циклу.
Розрахуємо параметри робочого циклу
;
;
Вибираємо час руху зі швидкістю дотягіванія;
;
висловимо Vx1, до якої розженеться механізм
;
;
Далі зробимо розрахунок для випадків коли механізм встигає вийти на максимальну швидкість V MAX = 2 м/с
При S 2 = 8 м
;
;
Аналогічно порахуємо параметри робочого циклу при S 3 = 12 м, S 4 = 16 м і S 5 = 20 м
При S 3 = 12 м
;
;
;
При S 4 = 16 м
;
;
При S 5 = 20 м
;
;
...
