Выбор силовой характеристики двигателя

5.7 Выбор силовой характеристики двигателя

 

Лист

Очевидно, что включение выключателя произойдет лишь в том случае, если работа двигателя на участке пути от начала движения до любого промежуточного положения будет не меньше работы сил сопротивления на этом же участке пути. В начальной фазе движения для того, чтобы механизм тронулся с места и разогнался до некоторой скорости, движущие силы FД1 должны быть больше сил сопротивления FСТ1. В дальнейшем для того, чтобы обеспечить безударное торможение, большими должны стать силы сопротивления. Запишем соотношение для случая S_ш= S_ш0:

, (5.31) где k₃ – коэффициент запаса, гарантирующий включение механизма в случае непредвиденного увеличения сил сопротивления или уменьшения движущих сил по сравнению с номинальными. Зададим k₃=1.05;

Sшо – полный ход перемещения штока.

Представим линейную характеристику движущих сил в виде:

FД=F1*(1+K*Sш/Sшо). (5.32)

Выполняя интегрирование в левой и правой части уравнения (5.31) получим:

 , (5.33)

где - работа сил статических сопротивлений на полном ходе штока, которая определяется численно как площадь под графиком зависимости Fст=f(Sш) (рис.5.5);

К – угловой коэффициент наклона характеристики движущих сил двигателя. К=0.2.

Подставив численные значения в формулу (5.32) найдем значения силы, развиваемой двигателем и занесём их в таблицу значений для силы, развиваемой двигателем (табл. 5.5), построим график зависимости FД(S_ш) (рис. 5.5).

Таблица 5.5. Зависимость силы, развиваемой двигателем, от положения штока

Sш, мм	0	15	31	47.5	64	76	80	95
FД, Н	1519	2168	2764	3474	4056	4512	4785	5321

 

5.8 Построение фазовой траектории контактных стержней в фазе включения

 

Для построения фазовой траектории, используем теорему об изменении кинетической энергии системы:

 (5.34)

где mПР,i, Vшi – приведённая масса и скорость штока в i – ый момент времени.

Из выражения (5.34) найдём скорость штока:

 (5.35)

где АД,i и Aст,i – работы сил двигателя и статических сил на перемещении штока, которые определяются численно, как площадь под соответствующим графиком FД=f(Sш) и Fст=f(Sш).

Результаты вычислений по формуле (5.35) заносят в таблицу 5.6, и строится график Vш=f(Sш) (рис.5.6).

Основными кинематическими характеристиками являются скорость контактных стержней и их перемещения. Строим график зависимости Vст=f(Sk). Для i-го положения механизма скорость стержня:

VK,i=ṼK,i*Vш,i,

для перемещения:

SK,i=f(Sш,i),

где ṼK,i и соотношения перемещения SK,i=f(Sш,i),берутся из таблицы 4.1.

График фазовой траектории контактных стержней при включении представлен на рисунке 5.6.

Таблица 5.6. Зависимость работы сил сопротивления, сил двигателя, скорости штока, скорости перемещения контактных стержней от положения механизма

№ п.п	1	2	3	4	5	6к	6	7
mпр, кг	49.92	49.12	48.64	48	48.64	48.96	49.12	49.92
Fст, Н	543	937	1315	1611	2126	2520	9225	11970
						8569
Fд, Н	1519	2168	2764	3474	4056	4512	4785	5321
Аст, Дж	0	11.1	28.8	51	85	116	152	311
Ад, Дж	0	27.7	66	118.6	178.4	229	252	324.5
Vш, м/с	0	0.82	1.237	1.678	1.96	2.148	2.018	0.735
Vст, м/с	0	2.56	3.8	5.1	5.88	6.57	6.2	2.3

5.9 Определение времени включения

 

Время включения определяем, используя фазовую траекторию движения штока Vш=f(Sш) (рисунок 5.6), аналогично тому, как это было сделано в разделе 5.4 при определении времени t2 прохождения контактными стержнями участка АВ. Для вычисления времени включения весь ход штока разобьём на 10 равных частей. В результате получим:

 , (5.36)

где Vср,ш,i – среднее значение скорости на этом участке.

с