Анализ и описание системы ЭП - рабочая машина

1. Анализ и описание системы ЭП - рабочая машина

1.1 Тахограмма требуемого процесса движения

Исходя из требований технологического процесса и задания на проектирование следует установить какие процессы движения рабочего механизма должен реализовать электропривод.

В соответствии с заданием прокатный стан за четыре пропуска должен прокатить полосу необходимой толщины. Заданы скорости прокатки, определяем скорость вращения вала электродвигателя.

 рад/с (1.1)

 рад/с (1.2)

 рад/с (1.3)

 рад/с (1.4)

где:

 - скорость вращения вала двигателя при каждом пропуске проката.

V_пi – линейная скорость прокатки

i - передаточное число редуктора

R_вал – радиус валков

Тахограмма движения будет иметь вид:

Рисунок 1 - Тахограмма движения

 (с) (1.5)

 (с) (1.6)

 (с) (1.7)

 (с) (1.8)

где  - суммарное время работы на i-ой характеристике.

Т_рi – машинное время

Т_oi – вспомогательное время

Время цикла:

 (с) (1.9)

1.2 Количественная оценка моментов и сил сопротивления

Целью данного анализа является количественная оценка моментов и сил, противодействующих движению за весь цикл работы, что является основой для силового расчета двигателя.

Рассчитаем статический момент приведенный к валу двигателя:

,

где:

Мс – момент, приведенный к валу двигателя

Мс.пр – момент прокатки

(1.10)

 - суммарный КПД стана

_ред – КПД редуктора

_мех – КПД прокатного механизма

 (Н*м) (1.11)

 (Н*м) (1.12)

 (Н*м) (1.13)

 (Н*м) (1.14)

(Н*м) (1.15)

где:

М_хх – момент холостого хода.

1.3 Составление расчётной схемы механической части привода

Для теоретических исследований реальную механическую часть электропривода заменяют динамически эквивалентной приведенной расчетной схемой, состоящей из сосредоточенных инерционных элементов, соединенных между собой упругими связями, и обладающей таким же энергетическим запасом, как и исходная реальная система привода [1]. Как правило, при проектировании электропривода рассматривают либо двухмассовую консервативную систему, либо, проведя должное обоснование, одномассовую.

Кинематическая схема установки имеет вид:

Рисунок 2 - Кинематическая схема привода

На схеме :

1 – приводной двигатель ;

2,4 – упругие муфты ;

3 – редуктор ;

5 – универсальные шпиндели ;

6 – валки ;

Определим моменты инерции элементов , входящих в состав привода. На предварительном этапе момент инерции двигателя неизвестен. Обозначим Jдв = Х , тогда момент инерции редуктора , приведённый к валу двигателя Jред = 0,4Х ; момент инерции муфты Jмуф = 10,5 , момент инерции шпинделей Jшп = 4,2 .

Момент инерции рабочих валков определяем по формуле :

 (1.16)

где - плотность материала  для стали ;

l –длина валков ;

D – диаметр валков .

Осуществим приведение моментов инерции элементов привода к валу двигателя :

Приведение осуществим по формуле :

Получаем:

(кг*м²);

(кг*м²);

(кг*м²);

(кг*м²);

(кг*м²);

(кг*м²)

В схеме упругими элементами являются муфты. Поэтому первоначально механическую часть привода представим 3- х массовой расчётной схемой:

Рисунок 3 - Расчётная схема привода

Дальнейший расчет приведен в разделе 6.